С каждым днем для питания электроники требуется все меньше энергии. Питающие напряжения становятся ниже и как следствие производители источников питания сосредотачиваются на продукции с низким напряжением. При построении электронных систем встречается потребность в относительно высоком напряжении питания, но брать источник с высоким напряжением за основу, при питании большей части устройства низким напряжением, кажется не рациональным. ниже опубликованная схема показывает принцип повышения напряжения без использования индуктивностей.
Основные плюсы:
Простота схемы
Доступность деталей
Возможность увеличения выходного напряжения путем добавление элементов
Основные минусы:
Малая нагрузочная способность
Малый КПД
Питание всего преобразователя может находится в широком диапазоне - от 3 до 18 вольт, и ограничено применяемой логической микросхемой DD1 . В качестве логической микросхемы выбрана CD4011( HEF4011 ), российский аналог К176ЛА7. В своем составе микросхема имеет четыре логических элемента 2И-НЕ. На двух логических элементах (DD1.1 и DD1.2) построен генератор прямоуголных импульсов. Его рабочая частота задается элементами R2 и C1. Вычисляется по формуле F=1/(1.4*R1*C1), при расчете номинал резистора берется в омах , а конденсатор в фарадах. При номиналах в 20 кОм и 4700 пФ частота будет в районе 7 кГц. Резистор R1 является ограничительным, и его сопротивление не должно быть меньше 1 кОм, а чтобы он не влиял на расчетную частоту, номинал резистора R1 выбираем достаточно высоким - 100 кОм. Далее по схеме идут два логических элемента DD1.3 и DD1.4, в роли буфера между генератором и ключами на транзисторах Т1 и Т2. При наличии на входе буферных элементов логической единицы - открывается транзистор T1, при наличии нуля - открывается транзистор Т2 . Транзисторы применимы с рабочим напряжением коллектор - эмиттер не менее максимального напряжения питания, в нашем случае подойдут транзисторы - для Т1 BD159 и Т2 BD140. С выхода транзисторов полученный сигнал прямоугольной формы подается на умножитель напряжения, выполненный на элементах D1, D2 и C2,C3. При открытом транзисторе Т2 и закрытом транзисторе Т1 конденсатор С2 включен через диод D1 параллельно источнику питания и заряжается до напряжения 11 вольт, так как на диоде из-за физических свойств падает до 1 вольта при прямом токе. В следующий момент времени, когда открыт транзистор Т1 и зарыт транзистор Т2, конденсатор С2 подключается одним выводом к плюсу питания а на правом (по схеме) выводе, относительно минуса источника питания, получается напряжение в 23 вольта и через диод D2 заряжается конденсатор C3. С конденсатора С3 снимается выходное напряжение. На место диодов можно применить любой кремневый диод на ток не менее тока нагрузки преобразователя напряжения - например диод 1N4001. Для конденсаторов С2 и С3 подходят полярные электролитические конденсаторы емкостью в 100 мкФ и рабочим напряжение, желательно, не ниже выходного преобразователя - 25 вольт.
Ниже приведена электрическая схема с рассчитанными выше номиналами электронных компонентов.
Рассмотренная схема не является идеальным решением для всех случаев применения. Один из недостатков является малая нагрузочная способность, которая падает с количеством элементов в умножителе. Также схема имеет конечное количество умножение напряжения, на каждом этапе умножения тереятся до одно вольта на диоде
Спасибо за внимание и подписку на мой канал, палец вверх.