今天本文將幫助設(shè)計(jì)一個(gè)電路，該電路在其輸出端提供的電壓是在其輸入端施加的電壓的兩倍。例如，為電壓倍增器電路提供10V輸入將在其輸出端提供20V。

這是可用于電壓轉(zhuǎn)換的眾多電路之一，但與使用笨重且有時(shí)對(duì)小型應(yīng)用不方便的變壓器相比，這是一種廉價(jià)且更有效的使電壓加倍的方法。

這些電路使用電容器來存儲(chǔ)能量，并且以某種形式成為整流器電路。開關(guān)二極管通常是二極管，這有助于降低成本，而不是使用更昂貴的對(duì)應(yīng)物，例如MOSFET或BJT。

電壓倍增器電路是電壓倍增器電路家族中的一種電路。在本文中，我們將學(xué)習(xí)如何使用555定時(shí)器以及其他重要組件及其簡(jiǎn)要說明制作電壓倍增器電路。

如下圖所示的相同方式正確連接組件。

所需組件

555-定時(shí)器IC

二極管–1N4007

電阻器–10kΩ和33kΩ

電容器–22μF和0.01μF

A電源

555定時(shí)器IC

555定時(shí)器IC是一種集成電路，用于各種時(shí)間、脈沖生成和振蕩器應(yīng)用。555定時(shí)器IC于1972年推出，由于其非常低的價(jià)格和穩(wěn)定性，至今仍在廣泛使用。555定時(shí)器IC的引腳圖如下：

定時(shí)器IC有三種工作模式，分別是雙穩(wěn)態(tài)、單穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)模式。

在雙穩(wěn)態(tài)模式下，電路產(chǎn)生2個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)信號(hào)，分別處于低態(tài)和高態(tài)。低態(tài)和高態(tài)信號(hào)的輸出信號(hào)通過復(fù)位和激活輸入引腳來控制。

在單穩(wěn)態(tài)模式下，當(dāng)定時(shí)器從觸發(fā)按鈕的輸入獲得指示時(shí)，電路僅產(chǎn)生單個(gè)脈沖。

在非穩(wěn)態(tài)模式下，IC的電路根據(jù)連接在外部電路中的兩個(gè)電阻器和電容器的值產(chǎn)生具有精確頻率的連續(xù)脈沖。

電壓倍增器電路的工作原理

從電路圖中可以看出，電路分為兩半，相互補(bǔ)充。電路的第一部分涉及使用555定時(shí)器，在非穩(wěn)態(tài)模式下使用，以產(chǎn)生方波脈沖。

電路的第二部分是實(shí)際上使電壓加倍的部分，由2個(gè)電容器和2個(gè)二極管組成，它們以電路圖中所示的方式連接。555計(jì)時(shí)器具有多種模式，我們今天決定使用非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器模式。

該模式可用于使用兩個(gè)電阻器和一個(gè)電容器的組合來產(chǎn)生大約2KHz的方波。從電路中我們可以看出，當(dāng)定時(shí)器IC的引腳3輸出為低時(shí)，二極管D1會(huì)正向偏置，這將通過它為電容器C3充電。

由于電容器直接從電源充電，因此電容器也將充電至等于輸入電壓的電壓。當(dāng)定時(shí)器IC的脈沖為高電平時(shí)，IC的引腳3將顯示高輸出。這將使二極管D1反向偏置，從而阻止電容器C3的充電，該電容器C3現(xiàn)在已充電至大約等于電源電壓的電壓。

當(dāng)二極管D1反向偏置時(shí)，二極管D2將正向偏置，這將通過它為電容器C4充電。C4電容器也將用存儲(chǔ)在電容器C3中的能量進(jìn)行充電。現(xiàn)在，電容器C4的電壓是輸入電壓的兩倍，因?yàn)樗ㄟ^兩條路徑充電，一條從最初充電到電源電壓的電容器C3，另一條路徑直接通過電源。

從理論上講，該電路的輸出端必須產(chǎn)生等于輸入端電壓兩倍的電壓，但實(shí)際上電容器的充電和放電并不是一個(gè)無損過程，一個(gè)電容器中存儲(chǔ)的能量沒有完全傳遞到另一個(gè)電容器，電容器的充電也不理想。

對(duì)于使用5V輸入電壓進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，電路的輸出約為8.7至8.8V，而不是理論上的10V。
審核編輯：陳陳