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12V至24V直流转换电路

1. 电路概述​

该电路用于产生输出电压，其大小是输入电压的两倍。在本电路中，我们在输入端提供了12伏的电压，并在输出端获得了大约24伏的电压。该电路的基本构建模块是围绕一个非常著名的集成电路CD4049构建的，它是一个六反相器。此电路可以在一个集成电路和一些其他组件的支持下构建。

2. IC CD4049​

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如上图所示，CD4049在一个封装内包含六个反相器门。在这个集成电路中，对于输入，使用引脚3，而对于输出，使用引脚2作为第一个门。同样地，对于第二个门，使用引脚5作为输入，引脚4作为输出端，并且其余门也以相同的方式使用。对于电源电压，使用引脚1，对于接地，使用引脚8。而引脚13和16未使用。该集成电路的工作电压范围为3V至15V，超过15V的电压会损坏集成电路。因此，输入电压应保持在3V至15V的范围内。

3. 电路图​

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4. 电路组件​

  • 集成电路
    • CD4049 - 1
  • 电阻
    • R1(6.8K) - 1
  • 电容
    • C1(0.1uF) - 1
    • C2, C3(470uF) - 2
  • 二极管
    • D1, D2(1N4148) - 2
  • 继电器 - 1

5. 电路描述​

在本电路中，为了将输入电压加倍，我们使用了CD4049集成电路的NOT门。在本电路中，我们使用了所有6个NOT门。在熟悉电路的工作原理之前，重要的是要熟悉NOT门的真值表，如下所示：

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5.1 NOT门真值表​

在NOT门中，如果我们在输入端提供逻辑低电平（即0），则在输出端获得逻辑高电平（即1）。同样，如果我们在输入端提供逻辑高电平（即1），则在输出端获得逻辑低电平（即0）。

5.2 电路工作原理​

如上所述，CD4049在一个封装内包含六个反相器门。在这个集成电路中，输入通过引脚3提供，而输出从第一个门的引脚2获取。同样地，对于第二个门，引脚5用作输入，引脚4用作输出端，其余门也以相同的方式使用。将引脚1连接到电源，引脚8连接到地。

正确组装电路后，现在提供电源。在本电路中，我们利用了所有六个NOT门。借助引脚3和引脚4，我们首先构建了一个振荡器，以及电容C1和电阻R1。通过R1和C1的值计算振荡频率。其余的门并联连接，用作缓冲器。所有输入引脚，即3、5、11和14，连接在一起，并通过振荡器连接到频率源。同样，所有输出引脚，即2、4、12和15，连接在一起，并连接到电压提升电路。

通过电容和电阻可以构建一个电压倍增器电路。这种电路主要用于需要产生比给定输入电压更高的输出电压时。在本电路中，我们使用了广泛使用的半波串联倍增器。

为了构建电压倍增器电路，我们需要2个二极管、2个电容以及一个振荡电压。如电路图所示，二极管D1处于正向偏置状态，并且给电容C2充电，直到它达到输入电压的峰值，然后它像一个串联在电源上的电池一样工作。在相同的时间内，由于二极管D1的作用，二极管D2开始导通，并且电容C3充电。因此，我们在C3上获得的电压是电源电压和电容C2上的电压之和。该电路的主要优点是，它允许从非常低的输入源电压产生更高的电压值，并且电路中不需要使用变压器。

因此，在二极管D2的输出端，你可以通过12V的电源运行一个24V的继电器。