boost升壓電路

boost升壓電路

boost升壓電路(boost converter or step-up converter)是一種常見的開關直流升壓電路,它通過開關管導通和關斷來控制電感儲存和釋放能量,從而使輸出電壓比輸入電壓高。

基本介紹

  • 中文名:升壓斬波電路
  • 外文名:Boost Chopper
  • 別名:Boost 變換器
  • 別名外文名:Boost Converter
電路圖,充放電,一些補充,

電路圖

假定那個開關(三極體或者mos管)已經斷開了很長時間,所有的元件都處於理想狀態,電容電壓等於輸入電壓。
boost升壓電路
分析升壓斬波電路工作原理時,首先假設電路中電感L值很大,電容C值也很大。當可控開關V處於通態時,電源E向電感L充電,充電電流基本恆定為I1,同時電容C上的電壓向負載供電。因為C值很大,基本能保持輸出電壓uo為恆值,記為Uo。設V處於通態的時間為ton,當V處於斷態時E和L共同向電容C充電並向負載提供能量。設V處於關斷的時間為toff,則在此期間電感L釋放的能量為(Uo-E)I1toff。當電路工作於穩態時,一個周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等。
下面要分充電和放電兩個部分來說明這個電路

充放電

在充電過程中,開關閉合三極體導通),等效電路如圖二,開關(三極體)處用導線代替。這時,輸入電壓流過電感。二極體防止電容對地放電。由於輸入是直流電,所以電感上的電流以一定的比率線性增加,這個比率跟電感大小有關。隨著電感電流增加,電感里儲存了一些能量。
boost升壓電路
放電過程如圖三,這是當開關斷開(三極體截止)時的等效電路。當開關斷開(三極體截止)時,由於電感的電流保持特性,流經電感的電流不會馬上變為0,而是緩慢的由充電完畢時的值變為0。而原來的電路已斷開,於是電感只能通過新電路放電,即電感開始給電容充電,電容兩端電壓升高,此時電壓已經高於輸入電壓了。升壓完畢。
boost升壓電路
說起來升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程。充電時,電感吸收能量,放電時電感放出能量。
如果電容量足夠大,那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續的電流。
如果這個通斷的過程不斷重複。就可以在電容兩端得到高於輸入電壓的電壓。

一些補充

AA電壓低,反激升壓電路制約功率和效率的瓶頸在開關管,整流管,及其他損耗(含電感上).
1.電感不能用磁體太小的(無法存應有的能量),線徑太細的(脈衝電流大,會有線損大).
2 整流管大都用肖特基,大家一樣,無特色,在輸出3.3V時,整流損耗約百分之十.
3 開關管,關鍵在這兒了,放大量要足夠進飽和,導通壓降一定要小,是成功的關鍵.總共才一伏,管子上耗多了就沒電出來了,因此管壓降應選最大電流時不超過0.2--0.3V,單只做不到就多隻並聯.......
4 最大電流有多大呢?我們簡單點就算1A吧,其實是不止的.由於效率低會超過1.5A,這是平均值,半周供電時為3A,實際電流波形為0至6A.所以咱建議要用兩隻號稱5A實際3A的管子並起來才能勉強對付.
5 現成的晶片都沒有集成上述那么大電流的管子,所以咱建議用土電路就夠對付洋電路了.
以上是書本上沒有直說的知識,但與書本知識可對照印證.
開關管導通時,電源經由電感-開關管形成迴路,電流在電感中轉化為磁能貯存;開關管關斷時,電感中的磁能轉化為電能在電感端左負右正,此電壓疊加在電源正端,經由二極體-負載形成迴路,完成升壓功能。既然如此,提高轉換效率就要從三個方面著手:1.儘可能降低開關管導通時迴路的阻抗,使電能儘可能多的轉化為磁能;2.儘可能降低負載迴路的阻抗,使磁能儘可能多的轉化為電能,同時迴路的損耗最低;3.儘可能降低控制電路的消耗,因為對於轉換來說,控制電路的消耗某種意義上是浪費掉的,不能轉化為負載上的能量。

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