Path: EDNTaiwan電子技術設計 >> 設計實例 >> 電源/智慧型能源 >> 基於MOSFET的焦耳小偷電路提高了電壓
電源/智慧型能源 Share print

基於MOSFET的焦耳小偷電路提高了電壓

2015年04月30日  | sajjad Haidar

Share this page with your friends

利用線圈電感的屬性,簡單的間歇型振盪器電路(blocking oscillator circuit)可以用來提升電壓(V = L di/dt)。如圖1所示的這種電路更常見的叫法是焦耳小偷(Joule Thief)。


圖1:基本型的焦耳小偷電路。
圖1:基本型的焦耳小偷電路。

上述電路的輸出是電壓脈衝,可以接二極體和電容進行濾波。由於沒有調節穩壓裝置,因此輸出電壓會隨著輸入電壓或負載的變化而變化。由於這個電路使用的是基本型焦耳小偷電路(BJT),所以供電電壓需要至少0.7V才能工作,如果是使用增強型MOSFET,供電電壓通常必須更高。


在本設計實例中,使用一個低閾值的MOSFET(Q1)和耦合線圈L1與L2共同組成了此一焦耳小偷電路。


圖2:基於MOSFET的焦耳小偷電路。xx
圖2:基於MOSFET的焦耳小偷電路。

耦合線圈或變壓器是用環形鐵氧體磁心做成的。光耦合器TLP191B可用來避免與閾值電壓有關的問題。輸出的一部分是用來給TLP191B供電,形成與Q1(AOI508)的柵極串聯的隔離式電壓源。這個隔離電壓受電位器R5的控制;電容C1用來將L1產生的脈衝傳送給Q1的柵極實現開關動作。


Q2(IRLU3103)是用來調節的另外一個MOSFET。Q2的閾值電壓用於調節輸出電壓。當輸出達到5V時,由R1和R2組成的分壓電路使得Q2導通,振盪停止,進而導致輸出電壓下降。由於這個閾值電壓的變化不是很急劇,因此調節效果通常不是很好。


為了啟動電路工作,電路最初需要比Q1的Vth更高的電壓。在1.9V時,電路開始振盪,輸出電壓是5.1V。隨著輸入電壓的下降,振盪器將在1.4V時停止工作。通過將電位器R5調節到更高的值,最小工作電壓可以低至0.6V。圖3以圖形化的方式顯示了輸入-輸出電壓的變化。


圖 3  V<sub>in</sub> vs. V<sub>out</sub>
圖 3 Vin vs. Vout

在較低輸入電壓時,效率會下降。Vin = 2.5V時的效率是48%,在0.6V時下降到36%。


在我的應用中,電路連接到了一個150F @ 2.5V的超級電容,該電容被充電至2.3V。充好電的電容給負載(470Ω)持續供電38分鐘,直到電壓達到0.6V。圖4是所實現的電路,它還連了超級電容。


圖4:所建立的電路。
圖4:所建立的電路。

注意:在“低電壓驅動的振盪器電路中”,電路顯示使用的是JFET或耗盡型MOSFET,功能像是輸入電壓低至0.1V的直流到直流轉換器。模擬結果指出,這種電路的效率非常低,大多數的功率會被FET和源電阻浪費掉。





想要免費接收更多的技術設計資訊嗎?

馬上訂閱《電子技術設計》郵件速遞,透過郵箱輕鬆接收最新的設計理念和產品新聞。

為確保您的資訊安全,請輸入右方顯示的代碼.

啟動您的訂閱申請

我們已給您的註冊郵箱發送了確認信,請點擊信中的連結啟動您的訂閱申請。

這將有助於我們很好地保護您的個人隱私同時確保您能成功接收郵件。


添加新評論
遊客 (您目前以遊客身份發表,請 登入 | 註冊)
*驗證碼:

新聞 | 產品 | 設計實例