低压直流供电电路中高压直流的产生

　　电感产生的自感电动势的大小ε=L×di／dt，即电感量大小一定后，自感电动势的大小只与电感中电流的变化速度有关，而与电感上原来施加的电压无关。若电感中注入电流脉冲，当频率高到一定程度时，无论电感上施加的电压如何，上面就会产生远高于施加电压的自感电动势，然后再对这一感应电动势产生的电流进行整流，并对电容充电就会输出一较高的直流电压。

　　(1)黑白电视机行扫描电路中的高压电路

　　在上述图1所示的行输出级电路中，产生的24 V倍压直流不仅用于改善行线性，其实在电视机中该级还承担着产生10 000 V直流高压的任务。该电压由行输出变压器次级输出，加到显像管上形成光栅，其产生过程为：由于行管的集电极有24 V的倍压，该电压同样也出现在与行管T的c，e极相连的电容Cs上，工作时行输出管处于开关工作状态，当T导通时，Cs放电，电流经Ly，T的c，e极流过；当T截止后，由于Ly中的电流急剧变小，内部产生的较大的自感电动势，促使电流还要继续流动以释放电感上的磁能。由于此时T已截止，故刚刚通过T流动的电流，会对逆程电容C1做强制性的充电，最终Ly上的磁能会转化为C1上的电场能，根据可知，能量一定后，适当选取C1的容量小一点，就可以使电容上的电压u=Q／C变得较高，即在电容上会出现较高的脉冲电压。该电压以行频率出现，幅值可达200 Vpp左右，由于C1与行输出变压器Tr的初级相并联，故该脉冲又相当于直接加到了Tr的初级，再经Tr次级升压可得一万多伏的脉冲，通过高压整流二极管整流，即可得到一万多伏的直流电压。

　　(2)摩托罗拉手机读卡电源电路

　　如图4所示，是摩托罗拉V998电源模块U900的升压电路。由于该机供电电池电压为3.6 V，故内部使用的+B约3.6 V，但手机有些电路需用+5 V的电压，为此在电源模块的C5，B6端，要通过B10端得到5.6 V直流电压。方法是：+B经L901接到U900的B10端，B10端内部等效于与地断续相连的电子开关，当B10端与地相连时，电源电流流经L901入地。显然，电感L901上施加的电压为+B，当电流达到一定数值时，B10内的电子开关突然与地断开，L901上的电流会突然变小而产生较强的自感电动势ε，该电动势的方向为左负右正，该电动势经整流管CR901对电容C934充电，使C934上瞬时出现峰值接近于自感电动势的电压，B10内下次与地接通后，电源电流又经L901流向B10内部，C934上刚才充的电压由于CP901的存在而将C934与B10引脚隔离开，使C934上维持约5.6 V的直流电压，并通过C5、B6端向U900供电。

　　3 倍压整流升压电路

　　倍压整流是对直流脉冲或交流而言的，在直流电路中要通过倍压整流电路将较低的电压转换为较高的电压，就需将低压直流首先通过振荡电路转换出直流脉冲或交流，然后通过二极管及电容组成倍压整流得到较高直流电压。

　　(1)LCD液晶显示偏压电路

　　如图5所示，是爱立信788中文手机显示屏显示偏压生成电路，该屏正常工作时需要-5 V的显示偏压VLCD，而整机电路使用的是3 V左右的电压，-5 V的显示偏压VLCD产生过程是利用CPU D60095959696脚输出2.5 V左右的脉冲经倍压整流最后得到5 V左右的直流。95959696交替输出幅值约2.5 V的矩形脉冲U0，9696有脉冲时9595电压为零，该脉冲通过D1对C773充电，使C773充的电压为U0，通过D3使C770，G771上的电压为U0的一半，电容上的电压极性为左负右正；9595有脉冲时9696电压为零，该脉冲经D2对C770充电，由于此时C773左极板的电位是-U0故充电的结果是C770上出现2U0，的电压，方向左正右负；9696脉冲到来9595电压为零，该脉冲又经D3对C771充电，由于C770右极板的电位是-2U0，故C771上会出现3U0的电压，并且方向是左负右正，所以下一时刻9696电位为零，C771左极板电位约为-3U0=-3×2.5V=-7.5 V，因而C772经D4到C771的负极会有一放电电流，使C772上出现上负下正的电量，即电路的输出端对地是一负电压，由于每一只电容充电放电是交替进行的，经几个周期后，各电容上的平均电压会稳定下来，最终C772上的电压介于0与最大值-3U0之间，约为-5 V左右，型然输出电压的高低不仅与脉冲的高度有关也与脉冲的宽度有关，还与-5 V输出电流的大小有关。

　　(2)DC-AC-DC逆变升压电路

　　这种电路局部由低压直流供电，并产生自激振荡，在变压器的初级产生脉冲电流，若变压器设计成升压变压器，则次级就会输出更高的交流脉冲，该脉冲经倍压整流滤波后即可得到较高的直流电压。

　　如图6所示，是在小型电器中常用的DC-AC-DC直流变换电路。晶体管T与定时电容C，电阻R以及变压器Tr的初级带抽头的线圈L1，L2构成振荡电路，使T处于开关状态。故L2上流过的是直流脉冲，该部分使用的电源约为3 V，振荡电路工作后，L2上会出现峰值为3 V左右，频率约30 kHz的脉冲电压，波形如图7所示。

　　由于变压器次级匝数较多，故它是升压变压器，其次级会输出较高的脉冲电压，当然其频率与初级一样，后续电路为倍压整流电路，当脉冲的正半周到来时，方向上正下负，电压会经D1对C1充电，使Cl上出现等于Tr次级峰值的电压，负半周到来时，电压方向相反，脉冲电压与C1上的电压之和经D2对C2充电，使C2上出现2倍的峰值电压，下一周期的正半周到来，次级电压与C1，C2上的电压合成后会经D3对C3充电，最终使C3上出现峰值的2倍压，经过n个周期后，除C1上为峰值的1倍压外其余均为2倍压，这样只要电路输出电流不太大，就可以确保从不同的位置取出峰值的1倍压、2倍压、…、n倍压的直流。

　　综合上述3种形式的升压电路，它们都是建立在电容储能后两极维持一定数值的电压这一基础之上。当单只电容上的电压达不到要求数值时，利用2只或2只以上的电容按一定方式进行组合，最终从电容器所在电路的某2 点取出所需电压。但无论采取何种形式的变换电路，最后得到的较高电压其能量均是取自低压直流电流，即在遵从能量守恒的前提下电压转换只是电能表现形式的改变。