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如何在没有高压电源的情况下获得高压脉冲?

单脉冲电压倍增器
在没有高压电源的情况下获得高压脉冲

有时有必要从逻辑电路中产生比电路本身能够提供的电压更高的电压脉冲。其中之一就是需要为Atmel闪存控制器生成编程脉冲。在那种情况下,我需要产生一个不频繁的脉冲,以响应来自微控制器的控制信号而将其从5伏切换为12伏。

ATtiny12熔断器恢复器使用了一种依靠按钮将电压加倍的方法,但是在那儿,通过使用手动操作以产生约18伏的机械开关来完成+12伏的产生。栅极稳压器将电压降至+12伏。到目前为止,它是很好的,但是微控制器无法触发+12伏的产生,也就是说,除非有人想使用机电式继电器或精心设计的开关装置。

通过使用来自控制器引脚的脉冲序列驱动电容器电压倍增器(例如在精工显示器界面中),然后调节和切换所得电压,可以实现由微控制器进行控制的直接方法。这花费了很多部分。

下面的电路实现了相同的结果。它仍然使用晶体管进行一些开关,并且仍然需要一对二极管和电容器,就像在常规乘法器中使用的那样,但是它不需要稳定的脉冲流,并且输出电压由电阻设置分压器将100k和150k电阻分压成2伏,并加到晶体管集电极的10伏脉冲上。不需要稳定的脉冲流来始终保持输出电压上升。

基本乘法器单元的灵感来自于我与一位知名的激光科学家Christoph Krah先生进行的有关激光触发电路的讨论。在完成该电路后,我将其发送给Krah先生,以征求他对该电路与我们几年前讨论的那些电路之间的关系的看法。这是克拉先生的分类学分析,其中还包括电路操作的简要说明,我无法对其进行改进:

“您的电路似乎是Marx和Cockroft-Walton型乘法器的组合。您对电容器进行并联充电(100uF @ 5V,100uF在2V时),然后通过5V电压阶跃将它们串联切换(5 + 5 +2 = 12V)在uC的输出端。二极管提供与电源的隔离。”

对于许多应用,可以省略左侧的二极管,并将1k电阻更改为100k。这简化了电路,但会稍微增加**个100 uf电容器两端的电压下降率,因为它会放电进入100k电阻,并驱动晶体管的基极电阻,并驱动负载和100k / 150k分压器。

这个赛道没有免费的午餐。如果在150k和100K电阻器为100 uf电容器充分充电(60k x 100 uf = 6秒)之前启动脉冲,则输出电压将低于预期值。可以通过减小电容器的值来减少电路的充电时间,由于高电阻充电路径,输出100 uf电容器的影响更大。减小电容器的尺寸将使输出脉冲下降更快。

应该注意的是,该电路还产生一个0到10伏的脉冲,该脉冲出现在晶体管的集电极上。如果需要0到10伏的脉冲,则可以省略晶体管基极电阻器右侧的电路。
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