單脈沖電壓倍增器
在沒(méi)有高壓電源的情況下獲得高壓脈沖
有時(shí)有必要從邏輯電路中產(chǎn)生比電路本身能夠提供的電壓更高的電壓脈沖。其中之一就是需要為Atmel閃存控制器生成編程脈沖。在那種情況下，我需要產(chǎn)生一個(gè)不頻繁的脈沖，以響應來(lái)自微控制器的控制信號而將其從5伏切換為12伏。
ATtiny12熔斷器恢復器使用了一種依靠按鈕將電壓加倍的方法，但是在那兒，通過(guò)使用手動(dòng)操作以產(chǎn)生約18伏的機械開(kāi)關(guān)來(lái)完成+12伏的產(chǎn)生。柵極穩壓器將電壓降至+12伏。到目前為止，它是很好的，但是微控制器無(wú)法觸發(fā)+12伏的產(chǎn)生，也就是說(shuō)，除非有人想使用機電式繼電器或精心設計的開(kāi)關(guān)裝置。
通過(guò)使用來(lái)自控制器引腳的脈沖序列驅動(dòng)電容器電壓倍增器（例如在精工顯示器界面中），然后調節和切換所得電壓，可以實(shí)現由微控制器進(jìn)行控制的直接方法。這花費了很多部分。
下面的電路實(shí)現了相同的結果。它仍然使用晶體管進(jìn)行一些開(kāi)關(guān)，并且仍然需要一對二極管和電容器，就像在常規乘法器中使用的那樣，但是它不需要穩定的脈沖流，并且輸出電壓由電阻設置分壓器將100k和150k電阻分壓成2伏，并加到晶體管集電極的10伏脈沖上。不需要穩定的脈沖流來(lái)始終保持輸出電壓上升。
基本乘法器單元的靈感來(lái)自于我與一位知名的激光科學(xué)家Christoph Krah先生進(jìn)行的有關(guān)激光觸發(fā)電路的討論。在完成該電路后，我將其發(fā)送給Krah先生，以征求他對該電路與我們幾年前討論的那些電路之間的關(guān)系的看法。這是克拉先生的分類(lèi)學(xué)分析，其中還包括電路操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明，我無(wú)法對其進(jìn)行改進(jìn)：
“您的電路似乎是Marx和Cockroft-Walton型乘法器的組合。您對電容器進(jìn)行并聯(lián)充電（100uF @ 5V，100uF在2V時(shí)），然后通過(guò)5V電壓階躍將它們串聯(lián)切換（5 + 5 +2 = 12V）在uC的輸出端。二極管提供與電源的隔離?！?/span>
對于許多應用，可以省略左側的二極管，并將1k電阻更改為100k。這簡(jiǎn)化了電路，但會(huì )稍微增加**個(gè)100 uf電容器兩端的電壓下降率，因為它會(huì )放電進(jìn)入100k電阻，并驅動(dòng)晶體管的基極電阻，并驅動(dòng)負載和100k / 150k分壓器。
這個(gè)賽道沒(méi)有免費的午餐。如果在150k和100K電阻器為100 uf電容器充分充電（60k x 100 uf = 6秒）之前啟動(dòng)脈沖，則輸出電壓將低于預期值?？梢酝ㄟ^(guò)減小電容器的值來(lái)減少電路的充電時(shí)間，由于高電阻充電路徑，輸出100 uf電容器的影響更大。減小電容器的尺寸將使輸出脈沖下降更快。
應該注意的是，該電路還產(chǎn)生一個(gè)0到10伏的脈沖，該脈沖出現在晶體管的集電極上。如果需要0到10伏的脈沖，則可以省略晶體管基極電阻器右側的電路。