[实用新型]一种基于半导体三极管的蓄电池无感二倍压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于半导体三极管的蓄电池二倍压装置。

技术背景

在供电应用中，通常需要把蓄电池的输出电压提升50％～100％。采用开关电源方式制作，电磁干扰大，元件多，费用高，通常需要订做；采用传统的电容二极管法，电流达不到要求。

本实用新型是基于半导体三极管的倍压装置，和基于MOS管的倍压装置相比，其功率较小，但造价更低，性价比较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服已有技术之不足，提供一种以几何倍压的供电电压，以满足更多用电器的应用。

本实用新型是这样实现的：由两个串联的大容量电容和4支半导体三极管，组成交替的连通电路。依次用蓄电池给电容充电，电容两端便可输出倍压，大电流电源。依次充放电的方波由单片机或信源电路实现。

本装置是这样安装和使用的：本装置有两根输入线(1，2)，两根输出线(3，4)，输入线接蓄电池电源两端，输出线接负载，输入输出不共地。

本装置的工作原理是：当输入电源接入后，方波电路产生V2H，V2L，V1H，V1L方波，分别控制Q1，Q3，Q2，Q4的开关。Q1，Q3一组同时开关，Q2，Q4一组同时开关，两组开关只能打开一组，在更换打开期间，有毫秒级的全截止时间，用来避免半开关状态的短路。当Q1，Q3同时导通时，蓄电池给C1充电并可向外供电，Q2，Q4同时截止，C2被搁开，处于对外供电状态；当Q2，Q4导通时，蓄电池给C2充电并可向外供电，Q1，Q3同时截止，C1被搁开，处于向外供电状态。如此反复，由C1和C2串联而成的输出电源便具有二倍的蓄电池电压，而由于其间的转换效率和放电压降，输出电压低于二倍的蓄电池电压，在输入功率远大于输出功率时，基本接近于二倍电压。

本实用新型提供了一种无感倍压装置，能将蓄电池的电压提升接近一倍，通过级联该装置，供电电压可以呈二次方增长，转换效率高，几近忽略热损耗。从而满足更多用电器的应用。

附图说明

图1是倍压装置的执行电路原理图；

图2是触发信号时序图。

图中，1和2连接蓄电池的电源两极；3，4连接负载，向外供电。R1～R8为电阻；Q1、Q2为PNP三极管，Q3、Q4为NPN三极管；D1，D2为二极管；C1、C2为大容量电容。

具体实施方法

下面，结合附图叙述一个实施例，对本实用新型做进一步说明。

图1显示了本实用新型的倍压装置的执行电路。由两个串联的大容量电容C1、C2和4支半导体三极管Q1、Q2Q3、Q4，Q1、Q2为PNP三极管，Q3、Q4为NPN三极管，组成交替的连通电路。R1，R3，R5，R7为限流电阻，R2，R4为上拉电阻，R6，R8为下拉电阻。

依次用蓄电池给电容充电，电容两端对外便形成倍压，大电流的电源。依次充放电的方波(V1H，V1L，V2H，V2L)由单片机或信源电路实现。

图2显示了触发信号时序图。如图所示方波，可用廉价单片机I O口控制输出。输出频率等级为K级，输出幅值为蓄电池电压。

纵向线5，6，7为时间点的示意，当处于5处时，Q2，Q4为截止状态，Q1，Q3处于导通状态，此时，蓄电池输出端1经D1与C1正极相通，输出端2与C1负极相通，蓄电池向电容C1充电，并可同时向外供电，二极管D2单向导通阻止相对负电压逆流；当时间点处于6时，Q1，Q3截止，无充电；经过时间段t后，Q2，Q4导通，此时的状态处于时间点7的状态，蓄电池输出端1与电容C2正极相通，输出端2经Q4、D2与电容C2负极相通，蓄电池向电容C2充电，并可同时向外供电，二极管D1此时的功用为避免输出端3的高电压向蓄电池正极1逆流。

时序图中，时间t的目的是消除两组三极管(Q1，Q3和Q2，Q4)在切换时半导通的瞬间短路状态，以避免效率的降低。

本实用新型之倍压装置，功率大，输出电压平稳，无电磁干扰，且造价低廉。