3.3v升压到12v电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）

杨桂花 2018-03-26 72982

变流、电压变换、逆变电路

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描述

3.3v升压到12v电路图（一）

用3V电源为12V压电式扬声器供电电路

矮型压电式扬声器可为便携式电子设备提供优质的声音，但要求加在扬声器元件两端的电压摆幅大于8Vp-p。可是，大多数便携设备只有一个低压电源，传统的电池供电放大器无法提供足够大的电压摆幅来驱动压电式扬声器。解决这一问题的一种方法是使用图1中的IC1，你可以将IC1配置得能用高达12Vp-p的电压摆幅来驱动压电式扬声器，并由3V电源供电。IC1的型号是MAX4410，它含有一个立体声耳机驱动器以及一个能从正3V电源获得一个负3V电源的反相电荷泵。

因此，为驱动放大器一个内部±V电源，就能使IC1的每个输出端提供6Vp-p摆幅。再将IC1配置成一个BTL（桥接式）驱动器，就可将负载上的最大电压摆幅增加2倍，达到12Vp-p。在BTL结构中，IC1的右通道用作主放大器，它决定IC1的增益，驱动扬声器的一端，并为左通道提供一个信号。如果把IC1配置成一个增益为1的跟随器，则左通道将右通道的输出反相后，驱动扬声器的另一端。为了确保失真低和匹配良好，你应该用精密电阻调节左通道的增益。

变压器

图1这种桥接式负载配置可将放大器的电压摆幅成倍增大　　我们使用松下公司（www.panasonic.com）的WM-R57A压电式扬声器对该电路进行了测试，绘出THD+N（总谐波失真+噪声）曲线（图2和图3）。要注意的是，在图2和图3中，总谐波失真和噪声随频率的增加而增加。因为压电式扬声器对于放大器来说几乎是一只电容，所以扬声器的阻抗随频率的增大而下降，结果是从放大器中吸收更大的电流。

IC1不随这一扬声器而变化，但是，具有不同特性的扬声器也许会引起不稳定性（图4）。在那种情况下，你可以增加一个与扬声器串接的简单电阻/电感网络，把扬声器的电容与放大器隔离开来（在图1的虚线内）。这一网络能在IC的输出端保持一个约10Ω的最小高频负载，从而保持电路的稳定性。

变压器

图2 图1电路的THD+N对输出电压曲线是根据对该电路的测试绘制的。

变压器

图3 图1电路的THD+N对频率的曲线是根据对该电路的测试绘制的。

变压器

图4 图1中驱动一只WM-R57A压电式扬声器IC1的OUTR输出端的阶跃响应，表明IC1是不随扬声器变化的。

3.3v升压到12v电路图（二）

采用H桥变压驱动器（MAX256）和LDO（MAX1659），将3.3V输入转换为12V（15V）隔离输出电源（图1）。这一通用的电源方案能够用于各种不同场合的隔离电源应用，但主要针对工业传感器、工业自动化、过程控制以及医疗电子等领域。

变压器

图1.Riverside子系统设计原理框图

实验室测量

对设计的12V和15V两种输出情形进行测试，通过调整R2、R3阻值可以获得其它输出电压。

设置为12V输出时，电路可以提供最大165mA的负载电流。当设置为15V时，可以提供60mA的负载电流。

为了提高负载驱动能力，用户可以提高输入电源的电压或适当提高变压器匝比。更多信息，请参考MAX256数据资料。图2和图3中注释了功率效率。

变压器

图2.12V输出电压下的效率

变压器

图3.15V输出电压下的效率

输出噪声可以很好地控制在输出电压的0.5%以内，噪声主要来源于MAX256的开关脉冲。

3.3v升压到12v电路图（三）

MC3406A是一种新型单片升降压DC-DC变换器集成电路，其输入电压为3～40V，输出电压可调，输出开关电流可至1.5A，并有温度补偿参考电压源，有电流限制功能。该集成电路只需配用少量外部元件，就能组成升压、降压、电压反转型DC-DC变换器，可广泛应用于各种便携式仪器、仪表等设备。

MC3406A用作升压式DC-DC变换器电路：

变压器

3.3v升压到12v电路图（四）

LTC1872这一款电流模式升压DC/DC控制器，其工作频率550KHz、输入电压范围2.5V~9.8V、负载电流高达2A。图为3.3V到5V的升压变换器电路。其应用包括1和2节锂离子电池供电的便携装置，如PDA、GPS系统和网络系统用的板级升压变换。

变压器

此器件的高工作频率可使电感器和电容器的数值和大小减小，使设计可封装在小于110mm2的面积内。270μA低工作电流、8μA关闭电流和高达90%的效率都有助于延长电池使用寿命。LTC1872保证输出电压精度±2.5%。输出出电压只受外部元件性能的限制。为避免N-沟MOSFET工作在低于安全输入电压电平之下，该器件具有欠电压锁定特性。当输入电源电压低于2V时，关断N-沟MOSFET和控制器，而欠压电路仍在工作（它只耗电几微安）。

3.3v升压到12v电路图（五）

3.3V到5V/1A升压为换器电路

变压器

LTC3401和LTC3402主要特性有：高达3MHz开关频率、97%效率、小于1V的输入。它们能为单节同步升压变换器提供最高的功率密度，在只有0.05in2面积内提供高达5W的稳压输出。它们所具有的微型尺寸、高效率和宽输出电流范围特别适合于寻呼机、无绳电话、GPS接收机和手持仪器的应用要求。

为了达到高效率每个开关稳压器都包含一个0.16ΩN－沟道MOSFET开关晶体管和一个0.18Ω同步整流器。LTC3402能给出高达1A的负载电流（2A开关电流），效率为95%，而耗电只有38μA（在BurstMode工作）。LTC3401是具有500mA输出能力的类似器件。

用一个定时电阻器可编程300KHz~3MHz开关频率，以使电路达到最佳的RFI抑制和最高效率。为了改善敏感的音频和IF频段的开关谐波抑制，LTC3401或LTC3402振荡器可同步外部时钟。在同步期间或当MODE/SYNC引脚为低态时，禁止BurstMode工作，以防止来自低频波纹的干扰。

变压器

LTC3401和LTC3402设计为在0.85V输入电压（典型值）下启动。一旦启动，IC工作靠Vout而不是Vin。在该点，内部电路不依赖于输入电压，因而不需要大的输入电容器。输入电压可降到低于0.5V而不影响工作，从而在低电压下电源能提供足够的能量。

3.3v升压到12v电路图（六）

如图左端接3.3VCMOS电平，可以是STM32、FPGA等的IO口，右端输出为5V电平，实现3.3V到5V电平的转换。

现在来分析下各个电阻的作用（抓住的核心思路是三极管的Vbe导通时为恒定值0.7V左右）：

假设没有R87，则当US_CH0的高电平直接加在三极管的BE上，》0.7V的电压要到哪里去呢？

假设没有R91，当US_CH0电平状态不确定时，默认是要Trig输出高电平还是低电平呢？因此R91起到固定电平的作用。同时，如果无R91，则只要输入》0.7V就导通三极管，门槛电压太低了，R91有提升门槛电压的作用（可参见第二小节关于蜂鸣器的分析）。

变压器

但是，加了R91又要注意了：R91如果太小，基极电压近似

只有Vb》0.7V时才能使US_CH0为高电平时导通，上图的Vb=1.36V

假设没有R83，当输入US_CH0为高电平（三极管导通时），D5V0（5V高电平）直接加在三极管的CE级，而三极管的CE，三极管很容易就损坏了。

再进一步分析其工作机理：

当输入为高电平，三极管导通，输出钳制在三极管的Vce，对电路测试结果仅0.1V

当输入为低电平，三极管不导通，输出相当于对下一级电路的输入使用10K电阻进行上拉，实际测试结果为5.0V（空载）

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