镍氢电池设计方案

一、电路设计

一节镍氢

电池

的电压只有

1.2V，而超高亮 LED 需要 3.3V 以上的工作电压才能保证足够的

亮度。因此。必须设法将电压升高，常见的升压电路一般有二种形式，即高频振荡电路和电
磁感应升压电路。对于升压电路，有两种电路可选择。如图

1 和图 2 所示。

图

1 的电路使用一

个脉冲小变压器，功率
管

VT3 将高频振荡信

号放大，加在

L1 通过

变压器

T 直接升压。

图

2 是利用电感的自感高压来实现对电压的提升。当振荡信号输入 VT3 的基极时，VT3

将周期性地饱和、截止。当饱和时，电感

L 通电，电能转化为磁能储存在 L 中，此时二极管

截止，靠

C3 储存的能量向负载供电；当 VT3 截止时。电感将产生下正上负的自感电动势。

二极管

VD 导通，该自感电动势与电源电动势叠加，向电容 C3 充电和负载供电，由于两个

电动势正串。可以得到比电源还要高的电压，具体大小主要由负载和

VT3 饱和时电感 L 通

过的电流之比确定。

这两种电路都可以将

1.2V 升高到 3.3V 以上，第一种电路如果在变压器上加绕正反馈

线圈。可以免去振荡电路。使电路更加简洁。但使用这种电路计算较复杂。输出功率较难调节，
变压器的绕制也有些麻烦。第二种只需一个小电感。电感量也没有较大的要求，调节电感的
驱动电流，就能方便地调节输出电压。在此采用第二种电路。

振荡电路采用图

3 所示的电路，虽然能在 1.2V 电压下正常工作的振荡电路有不少，但

经实践证明，图

3 的电路制作容易，计算简单。成功率高。振荡频率也容易确定。而且。调节

R4 的大小，就能在不影响信号频率的前提下调节信号的幅度，因此采用这种电路产生一个
高频方波脉冲为升压电路做准备。这样一来，电路设计完成，由图

2 和图 3 共同组成。

二、计算参数

关于电路参数计算，
关键在于功率。电
感通电后，储存的
电能为

E=LI2/2，

设

f 为方波的频率，1a 内开关管将导通 f 次，这样。电感每秒储存的电能为 W=f×E，设这些

能量转化向负载的效率为

η，那么输出功率为 P=η×W+Po，Po 为电源直接向负载供电的功

率

(因为电源与自感高压叠加。必须考虑这一点)。