自舉電路,電壓

自舉電路

自舉電路也叫升壓電路，是利用自舉升壓二極管，自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高，有的電路升高的電壓能達到數倍電源電壓。

自舉電路原理

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：有一個(gè)12V的電路，電路中有一個(gè)場(chǎng)效應管需要15V的驅動(dòng)電壓，這個(gè)電壓怎么弄出來(lái)？就是用自舉。通常用一個(gè)電容和一個(gè)二極管，電容存儲電荷，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時(shí)候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓，起到升壓的作用。

自舉電路只是在實(shí)踐中定的名稱(chēng)，在理論上沒(méi)有這個(gè)概念。自舉電路主要是在甲乙類(lèi)單電源互補對稱(chēng)電路中使用較為普遍。甲乙類(lèi)單電源互補對稱(chēng)電路在理論上可以使輸出電壓Vo達到Vcc的一半，但在實(shí)際的測試中，輸出電壓遠達不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一個(gè)高于Vcc的電壓。所以采用自舉電路來(lái)升壓。

開(kāi)關(guān)直流升壓電路(即所謂的boost或者step-up電路)原理

the boost converter,或者叫step-up converter，是一種開(kāi)關(guān)直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高?；倦娐穲D見(jiàn)圖21.

假定那個(gè)開(kāi)關(guān)(三極管或者mos管)已經(jīng)斷開(kāi)了很長(cháng)時(shí)間，所有的元件都處于理想狀態(tài)，電容電壓等于輸入電壓。下面要分充電和放電兩個(gè)部分來(lái)說(shuō)明這個(gè)電路。

自舉電路應用

1、利用自舉電路提高電路增益

圖2、圖3所示的兩電路都是利用自舉電路提高電路增益的。先看圖2，圖中以T1為核心構成共射電路，以T2為核心構成的是射隨器，C3為自舉電容。該電路輸出電壓跟隨N點(diǎn)的電位變化而變化，通過(guò)C3的反饋將輸出電壓反饋到M點(diǎn)，使M點(diǎn)的電位也跟隨N點(diǎn)電位的電位變化而變化，實(shí)現自舉。

圖2

同理可分析圖3電路，圖6中T1、T2的作用與圖5相同，C3仍為自舉電容。該電路的輸出電壓跟隨M點(diǎn)的電位變化而變化，通過(guò)C3的反饋作用使N點(diǎn)的電位也跟隨M點(diǎn)電位變化而變化，實(shí)現自舉。自舉的結果使Re2兩端的電位很接近，因此流過(guò)Re2 的交流電流大大減少，相當于提高了Re2的交流等效阻抗，即提高了T1的集電極等效阻抗，從而使電路獲得較高的增益。不難分析圖3電路利用T2管產(chǎn)生自舉作用，不僅提高了電路的增益，而且也使電路的輸出電阻大大增加，所以適用于后級放大電路輸入阻抗較高的場(chǎng)合。

圖3

2.利用自舉電路解決交、直流參數設置

如圖4電路是一個(gè)利用自舉電路解決駐極體話(huà)筒與放大器的交、直流參數合理配置的例子。駐極體話(huà)筒由于具有音質(zhì)好、輸出平坦、阻抗低而價(jià)格又便宜的特點(diǎn)，應用范圍已越來(lái)越廣泛了。但駐極體話(huà)簡(jiǎn)工作時(shí)，要求提供一個(gè)直流偏置電流和偏置電壓。

圖4

市場(chǎng)上銷(xiāo)售的話(huà)筒參數的離散性較大，其偏置電壓一般在1.5V~10V之間，工作電流常在0.1mA~1mA。在電路設計時(shí)，其偏置電阻與電源之間有時(shí)較難協(xié)調，為滿(mǎn)足話(huà)筒對輸出阻抗的要求而將偏置電阻取大時(shí)，勢必要求Vcc要相應地提高，如果將偏置電阻取小些，雖然可以滿(mǎn)足對Vcc的要求，但話(huà)筒的輸出阻抗又難以匹配。

為解決這一問(wèn)題可采用圖7電路，在這一電路中偏置電阻（R1+R2）僅取2kQ，所以電源電壓Vcc幾乎全部降在話(huà)筒上，為駐極體話(huà)筒提供較大的偏置電壓，滿(mǎn)足了話(huà)筒參數離散性的要求。只要電源電壓Vcc大于話(huà)簡(jiǎn)工作電壓1V就能使它很好工作。為了滿(mǎn)足話(huà)筒對輸出阻抗的匹配的要求，該電路采用了自舉電路，C3為自舉電容，由于C3的存在，使R1電阻下端的電位跟隨R1.上端的電位變化而變化，即實(shí)現自舉。R1兩端的電位差值很小即意味著(zhù)R1的等效阻抗被大大地提高了，從而實(shí)現與駐極體話(huà)簡(jiǎn)輸出阻抗的良好匹配。此外，該電路具有一定的電壓增益，還可以減輕后級電路的負擔。

自舉電路如何把電壓逐一升高

+5V_ALWP電壓通過(guò)D32的1腳對C710、C722、C715、C719開(kāi)始充電，充電完畢后電路狀態(tài)如上圖顯示（二極管壓降忽略不計）。

此時(shí)的+15V_ALWP，實(shí)際電壓為5V

1、由于電容的兩端電壓不能突變，此時(shí)C715兩端的電位為左邊5V，右邊10V（C715的電壓依然是10V-5V=5V），然后電流經(jīng)過(guò)D35的2引腳，對C719電容充電，充電后C719的電壓升到10V。

2、在上述1發(fā)生的同時(shí)，Y輸出的第一次高電平5V也對C710充電。同樣電容兩端電壓不能突變，所以C710兩端的電位為左邊5V，右邊10V（C710的電壓依然是10V-5V=5V）。然后電流經(jīng)過(guò)D32的2引腳對C732D電容充電（充電前C722的電壓為5V），充電后C722的電壓升到10V。

此時(shí)+15V_ALWP電壓為10V。

1、由于電容的兩端電壓不能突變，此時(shí)C715兩端的電位為左邊0V，右邊5V（C715的電壓依然是5V-0V=5V，保持5V電壓），當C715電壓為5V后，由于C722電壓10V＞C715電壓5V，C722會(huì )對C715充電。充電后C715=C722=7.5V。此時(shí)C715電壓依然比C719電壓低。是由于D35的2引腳處的二極管反向截止，所以C719不能對C715充電，C719電壓保持在10V。

2、在上述1發(fā)生的同時(shí)，Y輸出的第一次低電平0V也改變了C710左端的電壓。同樣電容兩端電壓不能突變，所以C710兩端的電位為左邊0V，右邊5V（C710的電壓依然是5V-0V=5V）。此時(shí)C710電壓低，C722電壓高（7.5V）。但是由于D35的2引腳處的二極管反向截止，所以C722不能對C710充電。C722電壓保持在7.5V。

3、當Y再次輸出高電平時(shí)，C722又被充電到10V。當Y變?yōu)榈碗娖绞荂722（10V）對C715(7.5V)充電。C715=8.75V。當Y再次輸出高電平時(shí)，此時(shí)C715兩端的電位為：左邊：5V,右邊：13.75V(5V+8.75V)，C715對C719充電，C719電壓變?yōu)?1.875V，C715由于對C719充電，電壓變?yōu)?1.875V。此時(shí)+15V_ALWP電壓是11.875V。

4、經(jīng)過(guò)數次高低電平變化后，C715兩端電壓慢慢升高，同時(shí)C715對C719充電，C719電壓也慢慢升高，最終C715會(huì )被充電到10V，不再升高。當Y引腳再次輸出高電平5V時(shí)，C715的電位為：左邊5V，右邊15V(10V+5V).最終+15V_ALWP電壓穩定在15V。

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