一个简单的升压电路

01 升压电路

一、前言

这是一个别人应用在玩具电磁炮上面的升压电路。现在留下一个问题，这个电路是如何把3V电池电压升压到100V左右的呢？ 下面在面包板上搭建这个电路，对电路中振荡信号进行测量。观察信号的幅值。对升压速度进行测量。

二、测量结果

根据振荡电路的原理图，环形变压器包括有三组线圈。输出线圈与集电极线圈匝数之比为 18:5。如果按照这个比值，输出电压应该是 10V左右。下面使用示波器观察一下输出线圈的电压波形。

测量电路中输出线圈端口电压波形。振荡频率为 138kHz。电压负脉冲超过了 100V。但是正向电压大约10V左右。这个电压差不多符合振荡电路变压器的变压比。电解电容上充电电压大约为 11V。

根据观察到的电压波形。调换一下输出线圈的同铭端。利用三极管截止时所产生的反激电压进行整流。这样便可以产生比较高的电压。这是调整之后输出线圈的电压波形。的确可以看到输出电压在逐步升高。因此，这个电路产生高压并不是依靠变压器的变压比值。而是依靠磁环变压器中的储能，在三极管截止时所形成的反激电压。此时，磁环变压器就像一个电能蓄水池。在三极管导通的时候，电源给磁环进行储能。当三极管截止时，磁环中的储能便向电解电容进行充电。最终形成高压。

经过大约2分钟，电容上的电压达到85V。这是电压最终由电容并联的稳压二极管钳位。由此可见，这个升压电路最终不是依靠线圈将3V通过变压比完成升压。而是利用线圈的储能，在三极管截止时形成反激高压。

那么，这个电路最大的升压电压应该是多少呢？示波器中增加了三极管基极电压波形。在三极管截止阶段，基极出现了反向击穿，这个电压大约为 -12V。击穿之后，电感中电能也可以通过基极反馈线圈进行放电。这个过程决定了输出的最高电压。

下面观察震荡三极管的基极和集电极的电压波形。它们连接变压器的不同同铭端，所以极性应该是相反的。黄色信号波形是集电极电压，青色信号波形是基极电压。集电极电压比基极电压更为复杂，具体原因现在还一时无法分析。

※ 总  结 ※

本文分析了一款用于玩具电磁炮中的升压电路。该电路演示了1000微法电容中的储能在线圈中放电，将一个铁柱发射出去的过程。通过振荡电路将3V的电池电压升高到大约 85V电压。升压过程利用了线圈储能在三极管截止时所形成的反激电压过程。