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自举电路分析

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本帖最后由 后院东南亚 于 2014-5-2 13:24 编辑

以下纯属个人总结,如有不正,请指教。
在我们的项目中用到了7LCD,其部分驱动电压如下图所示:

3路:3.3V经升压后提供9.6V的电压,另2路利用自举的原理来产生正、负压。
下面是我的仿真波形。
Ø产生正压
仿真图如下:电压源V1幅值10V,周期1us,占空比50%;电压源V2为直流电3V。假设BAT54正向压降为0.5V。仿真图如下:

1. 分析:
    当V1为10V时,由于电容两端电压不突变,所以C1右边电压也为10V,D1导通,D2截止,开始给C3、C2充电;V4电压为9.5V;由于时间常数R1*C2=10ms>>1us的电压源周期,C2电压远没达到稳压管D3的工作电压;
    当V1为0V时,C1右边电压也为0V,由于D2的钳位作用,C1右边电压由0V快速变化到2.5V,此时,D1截止,D2导通,电容C3向负载供电;
循环几次后,
  当V110V时,由于电容两端电压不突变,所以C1右边电压也为12.5VD1导通,D2截止,开始给C3C2充电;V4电压为12VV10V时,C1右边电压也为2.5V D1截止,D2截止,电容C3向负载供电;
  经过这样一个动态变化过程后,V3波形为一个比较理想的方波(Vmax=12.5V,Vmin=2.5V),稳压管正常工作,V4Vout达到比较稳定的状态,假设为一稳定值。
最大负载电流=(12V-6V)/10K=0.6mA,IR2 =6V/100K=0.06mA,此时稳压管的工作电流=0.54mA,其功耗=6V*0.54mA=3.24mW
1.  仿真波形
仿真波形满足分析结果
图 1  开始工作时各电压变化波形


图 2  达到稳定后各电压波形


    电流变化情况:刚开始,C2一直在被充电;D3还没用正常工作,只有微弱的漏电流;
  正常工作后,电流基本都比较稳定,经过R1的电流分流给了D3以及R2,波形如下。

图 3  电流变化情况


    D1导通瞬间,会有一个比较大的瞬态电流,是由于V3D1后直接给电容C3充电。D1截止瞬间,会有一个比较大的瞬态电流,是由管子D1的反向恢复电流决定的。这里留个疑问?波形如下:
4  D1导通瞬间电容C3的电流波形

图 5   D1截止瞬间电容C3的电流波形


Ø产生负压
仿真电路如下:


分析方法与产生正压相似,注意电流方向,流过R1的电流等于R2的电流与D3工作电流之和。

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不亦心 + 2 神马都是浮云

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沙发
gx_huang| | 2014-5-2 13:58 | 只看该作者
鼓励一下,有天赋的人,大学的时候就会搞明白。
有些工程师,干了几年,也没有搞明白。

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板凳
maychang| | 2014-5-2 14:16 | 只看该作者
分析稍觉繁琐,但均正确。
只不过,此类电路通常不被称为“自举”,而称为倍压整流电路。“自举”另有他指。

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评分
参与人数 1威望 +2 收起 理由
Lgz2006 + 2 “自举”被滥用得不轻了
地板
后院东南亚|  楼主 | 2014-5-2 14:27 | 只看该作者
gx_huang 发表于 2014-5-2 13:58
鼓励一下,有天赋的人,大学的时候就会搞明白。
有些工程师,干了几年,也没有搞明白。 ...

赞同
不过偶大学是机械电子的 所以电子稍欠缺 但一直在努力

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5
ahczqmz| | 2014-5-2 14:34 | 只看该作者
楼主用什么软件仿真的?

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6
后院东南亚|  楼主 | 2014-5-2 14:46 | 只看该作者
maychang 发表于 2014-5-2 14:16
分析稍觉繁琐,但均正确。
只不过,此类电路通常不被称为“自举”,而称为倍压整流电路。“自举”另有他指 ...

谢谢 版主指点
想了下,自举在降压DCDC芯片中,如果上MOS是NMOS会用到,意思是不是提升自己的驱动电压,没有提升输出电压,而倍压是提升输出电压。还请版主指点下!

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7
后院东南亚|  楼主 | 2014-5-2 14:48 | 只看该作者
ahczqmz 发表于 2014-5-2 14:34
楼主用什么软件仿真的?

LTspice,免费的
蛮好用的

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8
Lgz2006| | 2014-5-3 07:46 | 只看该作者
是提升自己的驱动电压,

这一半儿话,是对的,这也是“自举”精要之一,即便专业很多也不懂
非电专业,能有如此精进,已是难得
难得老chang师指点,好好学吧

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maychang 2014-5-3 13:38 回复TA
Lgz兄过奖了。 
9
后院东南亚|  楼主 | 2014-5-3 11:34 | 只看该作者
Lgz2006 发表于 2014-5-3 07:46
这一半儿话,是对的,这也是“自举”精要之一,即便专业很多也不懂
非电专业,能有如此精进,已是难得
难 ...

谢谢指点
问下,C3的瞬间大电流变化是像我分析的那样吗?
--D1导通瞬间,会有一个比较大的瞬态电流,是由于V3经D1后直接给电容C3充电,时间常数小的缘故。D1截止瞬间,会有一个比较大的瞬态电流,是由管子D1的反向恢复电流决定的。

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10
后院东南亚|  楼主 | 2014-5-3 11:36 | 只看该作者
maychang 发表于 2014-5-2 14:16
分析稍觉繁琐,但均正确。
只不过,此类电路通常不被称为“自举”,而称为倍压整流电路。“自举”另有他指 ...

chang老师
忘记问一个问题了
C3的瞬间大电流变化是如我分析的那样吗?
--D1导通瞬间,会有一个比较大的瞬态电流,是由于V3经D1后直接给电容C3充电,时间常数小的缘故。D1截止瞬间,会有一个比较大的瞬态电流,是由管子D1的反向恢复电流决定的。

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11
沈老| | 2014-5-3 12:11 | 只看该作者
电荷泵?

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12
xukun977| | 2014-5-3 13:15 | 只看该作者
沈老 发表于 2014-5-3 12:11
电荷泵?

是charge pump.

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13
caoenq| | 2014-5-3 13:22 | 只看该作者
学习一下  还不错

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14
后院东南亚|  楼主 | 2014-5-3 13:26 | 只看该作者
沈老 发表于 2014-5-3 12:11
电荷泵?

原理差不多了

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15
maychang| | 2014-5-3 13:37 | 只看该作者
后院东南亚 发表于 2014-5-3 11:36
chang老师
忘记问一个问题了
C3的瞬间大电流变化是如我分析的那样吗?

是这样的。
不过,D1导通瞬间的大电流,仅在开始几个周期内才是比较大的,其后峰值逐渐减小,反向恢复电流也逐渐减小(正向电流小了之后反向电流峰值也会减小),因为此路负载为100k欧,电流很小,D3限流电阻10k欧,D3上电流也不大。

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16
后院东南亚|  楼主 | 2014-5-3 13:44 | 只看该作者
maychang 发表于 2014-5-3 13:37
是这样的。
不过,D1导通瞬间的大电流,仅在开始几个周期内才是比较大的,其后峰值逐渐减小,反向恢复电 ...

了解了
谢谢chang大哥

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Lgz2006 2014-5-3 14:58 回复TA
叫大伯吧 
17
后院东南亚|  楼主 | 2014-5-3 18:03 | 只看该作者
后院东南亚 发表于 2014-5-3 13:44
了解了
谢谢chang大哥

哈哈

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18
zh9454| | 2014-5-6 19:36 | 只看该作者
学习了

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