用3節(jié)堿性電池來給20-30個白色發(fā)光二極管供電呈現(xiàn)了一個和傳統(tǒng)的升壓變換器有關(guān)的十分有趣的問題。所需的升壓比率和占空系數(shù)是不切實(shí)際和不可能實(shí)現(xiàn)的。如果你決定用現(xiàn)成元件來設(shè)計(jì)并且層疊升壓的兩個階段是可以產(chǎn)生合理的結(jié)果。這種拓?fù)淅碚撘呀?jīng)形成大約十年了，但是由于工程師們往往認(rèn)為它太復(fù)雜了而難以實(shí)現(xiàn)。如果占空系數(shù)不是一個關(guān)注點(diǎn)，單級升壓的電流/電壓需求將需要一個更大，更昂貴的交換機(jī)，這個交換機(jī)可能輕易達(dá)到交換機(jī)級聯(lián)的推動作用的成本。你也可以看到電感,整流器,濾波電容器的類似的優(yōu)勢。
這種設(shè)計(jì)理念可以給24個白色或紫外發(fā)光二極管系列約20mA的能量。在4.5V直流輸入下，測量的能量效率是84.2%。這個數(shù)字對于2-2.5W的轉(zhuǎn)換器是合理的。在3V的直流輸入下，對于非級連轉(zhuǎn)換器的全部升壓比可能超過30比1，需要的占空系數(shù)約為97%。對于級聯(lián)升壓轉(zhuǎn)換器，這個占空系數(shù)是一個所有升壓比的平方根總額的函數(shù)。在一個正常的4.5V的直流輸入下，占空系數(shù)應(yīng)略超過77%。
圖1里的電路實(shí)現(xiàn)了一個級連升壓變換器。在循環(huán)的印刷電路板的一邊包括24個白色或紫外發(fā)光二極管，在另外一邊就是一些起作用的電  路。你可以替換3個紅色發(fā)光或4個紫外發(fā)光二極管來提供一個適當(dāng)?shù)目梢姷谋彻狻Ｔ擁?xiàng)目利用20個廉價的發(fā)光二極管在一個比較有用的30度視角上為1.52W輸入提供400mW的光功率。其定向性同樣有利于防止對眼睛的意外損害。紫外線光源可以應(yīng)用在很多的實(shí)際應(yīng)用上，包括寶石檢驗(yàn)、貨幣檢查等。晶體管額定少于在3v柵極驅(qū)動。IC1同時驅(qū)動Q1和Q2。該電路只需要一個控制器并利用現(xiàn)成的電感器。第一階段電感和濾波電容器可以產(chǎn)生很大脈動。第一整流器是一種廉價的40V的肖特基二極管，第二個是一個簡單的額定為120V的信號二極管。
IC1運(yùn)轉(zhuǎn)在R1設(shè)定的轉(zhuǎn)換頻率約為300千赫上。設(shè)計(jì)采用了一種斜率補(bǔ)償?shù)碾娏髂Ｊ娇刂品桨浮Ｐ盘枏碾娏鞲袘?yīng)電阻器R5 調(diào)節(jié)斜率補(bǔ)償然后通過R3的。在這種情況下R5 的值對于增強(qiáng)功率來講是很小的。而且這種情況下轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)時間是不重要的，所以選擇組件變得容易多了。
我們沒有經(jīng)過充分的分析是很容易忽略級聯(lián)升壓變換器。我們可以批量生產(chǎn)滿足需求的各種功能的部件，這樣也可以提供一個比原來想到的更具成本效益和更簡潔的方法。 |
