我最近一直在搞乱数码管,它需要一个高压源(~150V-200V)才能打开。
我四处寻找一个简单的高压发生器,发现这个电路使用 555 定时器来获得 170V 和 200V 之间的可调、稳压高压输出。
我得到了所有零件,并在面包板上进行了原型制作。在插入一个 9V 电池并绝对确定它不会在我脸上爆炸(例如,不小心向后安装一个盖子)后,我测量了输出电压并在没有负载的情况下获得了一个不错的 210V 输出,并且调整了微调电位器以提供最大电压。
不幸的是,我一接上数码管,电压就降到了 170V 左右。我准确测量了有多少电流流动,发现该配置的效率只有 15%。该电路在没有负载的情况下在输入上消耗大约 100mA!数码管本身在 170V 时消耗大约 0.8mA,输入消耗大约 120mA。
$$ \frac{170V \times 0.0008A}{9V \times 0.1200A} = \frac{0.136W}{1.080W} \约 12.59\% \text{ 效率} $$
我把它归结为开关效率低下造成的损失(我确实把它放在了面包板上)所以我花了一个下午制作一个 PCB 版本,同时仔细遵循我能找到的任何 SMPS PCB 布局指南。我最终用额定 400V 的输出电容器 C4 替换了一个,因为 250V 仍然把它切得太近了。我还用陶瓷盖代替了说明书中建议的薄膜盖。
但是,效率上仍然没有显着差异。
我还注意到输出电压似乎与输入电压成比例变化。在 9V 时,它会在负载下提供接近 170V 的电压,在负载下 8V 时会提供大约 140V 的电压。
所以现在,我开始认为我要么错过了一些明显的东西,要么这个升压转换器电路有点糟糕。不用说,我可能会研究其他更高效的设计,但我仍然很想知道为什么这个电路会以这种方式运行。
我认为连接负载时的电压降可以通过以下事实来解释:555 没有为开关产生足够长的占空比,因此没有足够的功率输送到输出端。
与输入电压成比例的输出电压变化可能是由于没有稳定的参考电压。反馈回路使用输入电压作为参考,因此它更像是一个稳压“乘法器”。
但是我仍然无法弄清楚当没有负载时从输入中提取的 100mA 的去向。根据数据表,555 定时器消耗的电流非常小。反馈分压器肯定不会接近那么多。所有输入功率都去哪儿了?
tl;博士谁能解释或帮助我理解为什么这个电路很糟糕?