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镍氢电池设计方案
来源:慧聪电子网 日期:2010-6-10 作者:大发幸运时时彩网 点击:

一、电路设计
一节镍氢电池的电压只有1.2V,而超高亮LED需要3.3V以上的工作电压才能保证足够的亮度。因此。必须设法将电压升高,常见的升压电路一般有二种形式,即高频振荡电路和电磁感应升压电路。对于升压电路,有两种电路可选择。如图1和图2所示。

图1的电路使用一个脉冲小变压器,功率管VT3将高频振荡信号放大,加在L1通过变压器T直接升压。

图2是利用电感的自感高压来实现对电压的提升。当振荡信号输入VT3的基极时,VT3将周期性地饱和、截止。当饱和时,电感L通电,电能转化为磁能储存在L中,此时二极管截止,靠C3储存的能量向负载供电;当VT3截止时。电感将产生下正上负的自感电动势。二极管VD导通,该自感电动势与电源电动势叠加,向电容C3充电和负载供电,由于两个电动势正串。可以得到比电源还要高的电压,具体大小主要由负载和VT3饱和时电感L通过的电流之比确定。

这两种电路都可以将1.2V升高到3.3V以上,第一种电路如果在变压器上加绕正反馈线圈。可以免去振荡电路。使电路更加简洁。但使用这种电路计算较复杂。输出功率较难调节,变压器的绕制也有些麻烦。第二种只需一个小电感。电感量也没有较大的要求,调节电感的驱动电流,就能方便地调节输出电压。在此采用第二种电路。

振荡电路采用图3所示的电路,虽然能在1.2V电压下正常工作的振荡电路有不少,但经实践证明,图3的电路制作容易,计算简单。成功率高。振荡频率也容易确定。而且。调节R4的大小,就能在不影响信号频率的前提下调节信号的幅度,因此采用这种电路产生一个高频方波脉冲为升压电路做准备。这样一来,电路设计完成,由图2和图3共同组成。


 

二、计算参数
关于电路参数计算,关键在于功率。电感通电后,储存的电能为E=LI2/2,设f为方波的频率,1a内开关管将导通f次,这样。电感每秒储存的电能为W=f×E,设这些能量转化向负载的效率为η,那么输出功率为P=η×W+Po,Po为电源直接向负载供电的功率(因为电源与自感高压叠加。必须考虑这一点)。

现进行估算。驱动一个LED约要100mW。电源的Po约为20mW。为了保证供给,按P=100mW计算。取η=80%,再随便找一个几百uH的电感,如500 uH:另一方面,根据能量守恒。3.3V约为1.2V的3倍。再由于效率问题。电感的驱动电流差不多要LED工作电流的3-4倍,就取为120mA,这样一来。便可算出振荡频率为34kHz左右,这样,取R=2kΩ,C=0.01 uF便能达到要求。确定参数时。频率可高不可低,电感宁大勿小,这样才能保证输出功率足够大,才能有足够的调节空间。

元件表


三、制作

由于电路简单。元件在2×2cm的板上。只要操作无误,接通电源电路就能工作。先不要接上LED,用万用表测出输出电压,这时候,调节R4的大小,R4越大,输出电压越小。反之亦然,当输出电压在3.2V左右时,可接上LED,再调节R4的大小,使其足够亮,注意,不可让LED两端的电压超过3.6V,否则有可能烧毁LED。这样一来,电路便调试完成。

 

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