本设计思想中的电路利用了单变压器推挽dc/dc转换器中集电极电压的一个固有特性:即它们的摆幅是电源电压的两倍。当用一只npn器件实现这些电路时,集电极摆幅从0v到两倍的电源轨电压。当使用pnp器件时,集电极电压摆幅从vcc 到幅度相同的负vcc 。在本电路中,一对互补的晶体管驱动变压器的两个绕组,从而同时实现了一个倍压器和一个负电压源。
变压器t1 的一个绕组接地,它由pnp晶体管q1 从vcc 做驱动(图1)。t1 的另一个绕组连接到vcc ,npn晶体管q3 将其低端驱动至地。q2和q4分别驱动q1和q3。q3 和q1 的集电极通过电阻r4和r3为提供q2和q4交叉耦合驱动。r1和r2构成q2和q4的集电极负载。d1和d4防止q1和q3的反向击穿。驱动结构与变压器的绕组极性提供了可再生反馈和自振荡,这样变压器可以在正饱和与负饱和之间交替转换,产生出驱动电压,使q1和q3交替地导通和关断。
图1 交叉耦合地可再生驱动开关晶体管q1和q3以及变压器绕组。在各自集电极获得的电压摆幅经整流后,就得到了两倍的正电压,以及负的电源轨。
q1的集电极产生出一个幅度为两倍vcc 的方波,其摆幅是从vcc 到等值但负的输出电压。同时,q3的集电极产生一个两倍于电源轨电压的方波,其摆幅是从0v到两倍的电源轨电压。
d2 和c2 提供对q1 集电极波形的半波整流和滤波,产生负的电压输出。用d3和c3对q3 集电极波形做半波整流以及滤波,获得倍压器的输出。
t1是用awg 37双股漆包线,在铁氧体环形磁芯上按1:1绕200圈。表1给出了在输入电压为5至30v区间上,倍压器和负电压发生电路的实验结果,证明电路可以适度的效率,工作在宽的输入电压范围,并同时输出两个电源。
表1 实验结果
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