什么是倍压整流?为什么会炸芯片呢?
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上次我们发了个用NE555制作的升压电路的视频,深受大家欢迎,读者反响很大。但也有部分读者说了,视频过于简单,有些细节和原理没有看懂,详细的讲一讲我们的555倍压电路。
我们在555电荷泵的输出端接入这个单元,就构成二倍压电路。这个电路可得到供电电压的两倍输出电压。理论上,串联N个单元,就可以得到(N+1)倍的电压。但在实际电路中,由于555的输出电压略低于供电电压,且各单元二极管具有正向压降VF,因而倍压电路的输出电压比理论值低一些。其输出电流容量,在三倍压时约为20mA,每增加一个单元,电流下降1/2。
弄懂了原理,我们备齐元器件,焊一个二倍压电路出来试验,先在洞洞板上合理布局元器件
555电路我们讲了很多的例子,应该是很熟悉其引脚了,三下五除二将电路焊好
如果我们有面包板的同学,做起这样的电路实验就更加方便,容易搭建,小编手头只有洞洞板
检查电路无误后将555芯片安装上去,并且用标签纸标注好哪里是输入,哪里是输出
好啦,到这一步为止我们的焊接工作就算是完成了,接下来我们进入了测试调试阶段。毕竟理论上分析555配合倍压单元是可以升压,但是我们还是得通过实验来验证理论是否正确以及误差有多少。我们上电,上表:
这里我们选择5V供电,测量VCC电源电压为5.24V
接下来我们测升压电路的输出端,输出电压显示为8.16V,电压是升了,但是和理论的计算结果还是有一定的差距的是吧。
不知道有没有细心的人发现,我们的电路原理图以及标签纸写着的供电电压都是12V,而为什么我测试时用的是5V电压呢?
其实小编在第一次测试时也是给模块工12V的直流电压,但是刚一上电,555芯片就滋滋地响,小编觉得奇怪还伸手去摸了一下芯片,想看看芯片有没有发热现象,谁知就在这时,芯片“啪”的一生炸了,还弹到了小编得手,虽然杀伤力不大,但是着实让我吓了一大跳。
为什么会炸芯片呢?555的芯片手册不是写着可以耐压18V的吗?小编经过检查电路无误后又度娘,觉得之所以炸芯片是因为不同的厂家生产的芯片不一样,虽然写着那么高的耐压值,但是有可能用的材料和工艺不一样,所以才导致了芯片的炸裂。同样是555芯片,我换了另一个厂家的芯片后其又可以加12V而正常工作!
什么是倍压整流,倍压整流就是输出电压使输入电压的倍数,这种适用于输出直流高电压、小电流的小功率整流。电视机输出电路采用此类电路,在显像管方面,由于电子束电流很小,同时需要很高电压。
二倍压整流电路由变压器T、整流 二极管D1、D2、电容C1、C2组成,如下图:
二倍压整流电路
工作过程可以理解为分为两步:
第一步:u=Usinwt正半周时,电流经过D1对C1充电,此时左正右负,二极管D1导通,D2截止,因为D2截止,电容C1无法放电,经过几个周期后,电容C1上的电压充到接近u的峰值√2u时候 ,电压基本保持不变。
第一步
第二步:u=Usinwt负半周时,二极管D2导通,D1截止,电容C2充电。此时,C1上的峰值电压√2u与市电电压串联相加,电流经D2对电容C2充电,充电电压为市电峰值+√2u≈ 2√2u,不断来回充放电,C2上的电压就基本上保持在2√2u ,由此可以看出,C2的输出电压变压器次级电压的二倍,二倍压整流由此而来。
第二步
但是在实际电路当中,负载上的电流不过太大。整流二极管D1和D2所承受的最高反向电压均为2√2u,因此设计时候注意耐压大一点的二极管,电容器C1上的直流电压为√2u ,电容器C2上的直流电压为2√2u ,也要注意耐压值。
另外还有一点C1、C2的充电电压并不是在一个周期的正半周分别充到峰值电压的,而是在经过几个周期后,电压才逐渐稳定在一定值。当然还有三倍压整流电路,四倍压整流电路以及更高倍压电路!