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分析分析 5V 升压到 500V 的高压电路!!

有人相信否如下的电路图,可以把 五伏 升压成 四五百伏的输出!

不管你信不信。实际情况确实如下,本人实测。

也许你很有好奇,其实我也是。


不过 ,我更好奇的是它的工作原理,下图的电路如何能够实现五伏升压成 四五百伏。

有人说是 一个倍压电路,可是在我分析看来,却并不是如此!


所以我不确定自己的分析是否正确,所以发到此处,想,供大家判定!


以下开始我的分析: ---------------------------



从最基本的 Boost电路开始:



上图为 基本的Boost 电路。

假设 使用上面基本的boost电路来 完成 5V-----》》500V 的升压。

假设上述器件均是理想器件。则 由伏秒 数规则,可得:

5 V* Ton = 500 * Toff

很明星,Toff 远远小于 Ton 。也就是说一个周期的大部分时间内Q1 都处于导通状态。那 也就是 Q1的关断时间 非常短。 在这么短的时间内,电感要把能量通过D4传递给C4。这样势必会产生瞬态的大电流:时间非常短,而电流的峰值非常大。这样的瞬态电流势必会对C4产生致命的损坏!

上面分析中,分析瞬态的电流出现的原因,
可知 是因为电感只在Q1关断的时间内传通过D4传给C4。刚好,这个时间又是非常短暂。

猜想:那么现在能否做一个缓冲网络。在Q1关断时,先把能量存在一个缓冲网络中, 在Q1导通时,在把缓冲网络内的能量 释放到 C4中(此时的时间比原来长很多了)。

于是就有了 C1 、C2、 C3、 D1、 D2、 D3 组成的网络!




以上是我的第一直觉,那么现在看来,如果,此处电容跟二极管组成的网络确实有“缓冲”的作用,那我的猜想就有根据了!



------------------------------------------------------------------------
现在看看此处电容跟二极管组成的网络如何起到“缓冲”的作用。

初始状态:
假设 电容两端 的电压 都为零 Vout 也为零。Ext无效,Q1关断。
此时,加入5V输入电压。则 电流流向如下图所示:随着时间的推移电容两端出现电压也如下图所标:


Ext有效,Q2打开,则此时电流流向如下图所示,C1、C2原来为 的 + 级由于 开关管Q2打开,被拉到参考地了,即为零。因为电容两端的电压不会突变,则C1、C2的另一端,则变负了,如下图所示:

假设 C1、C2、C3在上图都放电完毕,则在开关管下一个周期内关断时,的电流流向就只剩一条了,如下图所示:
说明:此处因为 C4 容量比较大,所以在下一个周期开始时,还未完全放完,此时 电感经过不D4向C4充电。



Q1 再次导通, 此时电流流向如下图所示:
注意 的地方如下,则 此时 C3经过D3向C2充电! C2右端的电压势必抬高(因为C2左端被Q1拉到参考地了)。

如果控制的好的话,当C2右端的电压被充到大于 D4 阴极的电压(也就是C4的电压,就是输出的电压),D4正向导通。
C3就会通过D3、D4对电容C4充电!
也就印证了我原来的说法!

就这样周而复始下去。

我的以上分析是建立在 :
电容 受得了 时间极短,峰值极大的瞬态电流 吗?
如果 受不了 则 我以上的分析 才有意义,如果受得了,那我以上的分析就没什么意义了!

备注: 以上图片的具体参数仅作参考。

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2011-08-31 16:48

MOSFET耐压多少V?

还有一种可能,FET关断后,L和几个电容满足谐振条件。实际电压就是5*Q了,会高很多。

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st.you
LV.10
3
2011-08-31 17:13
这就是一个DCM模式的BOOST+倍压电路,看结构是3倍压,所以,开关管的耐压起码要是输出电压的三分之一,500V输出,也就是150V以上,实际选用200V左右的MOS会比较经济,这样的输入输出,只适合小功率。
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GNMXD
LV.1
4
2011-09-01 12:13
@st.you
这就是一个DCM模式的BOOST+倍压电路,看结构是3倍压,所以,开关管的耐压起码要是输出电压的三分之一,500V输出,也就是150V以上,实际选用200V左右的MOS会比较经济,这样的输入输出,只适合小功率。
三倍压 ?分析不出来,能细讲下不?
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GNMXD
LV.1
5
2011-09-01 12:13
@路过炊烟
MOSFET耐压多少V?还有一种可能,FET关断后,L和几个电容满足谐振条件。实际电压就是5*Q了,会高很多。
500V的
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2011-09-01 14:38
@GNMXD
三倍压?分析不出来,能细讲下不?
期待师长讲解下,我也没弄明白这电路。
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2011-09-01 15:29

那个负离子产生的机器。。。都差不多是这种模式的。。。

还有5倍压。10倍压的。。。

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2011-09-01 15:29
@dxsmail
那个负离子产生的机器。。。都差不多是这种模式的。。。还有5倍压。10倍压的。。。

以前课本上有。。但现在哪里会记得。。。

去搜下就能找到了。。。

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