什么是電感型升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器？ 電感式DC/DC 升壓原理

什么是電感升壓？DC/DC轉(zhuǎn)換器？

以下圖1為簡單的電感型DC-DC轉(zhuǎn)換器電路和關(guān)閉電源主開關(guān)將導(dǎo)致根據(jù)電感的電流增加。打開電源主開關(guān)將根據(jù)二極管推動(dòng)電流注入導(dǎo)出電容器。由于存儲(chǔ)電感電流，導(dǎo)出電容的電壓在多個(gè)電源主開關(guān)周期后升高，導(dǎo)出電壓高于輸入電壓。

電感升壓管理決策DC-DC導(dǎo)出轉(zhuǎn)換器電壓的因素是什么？

在圖2相同的實(shí)際電路中，帶集成功率MOSFET的IC取代機(jī)械設(shè)備電源總開關(guān)，MOSFET脈寬調(diào)制開關(guān)(PWM)電路控制。從頭到尾導(dǎo)出的電壓PWMpwm管理決策占空比，pwm當(dāng)空比為50%時(shí)，導(dǎo)出電壓是輸入電壓的兩倍。將電壓提高一倍會(huì)保證輸入電流規(guī)格導(dǎo)出電流的兩倍，輸入電流會(huì)稍微高一些。

電感值如何損升壓轉(zhuǎn)換器的性能？

因?yàn)殡姼兄祩斎牒蛯?dǎo)出來諧波電流電壓和電流，因而電感的選定是客觀電壓轉(zhuǎn)換器方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。等效電路電路串聯(lián)電阻值太低的電感，其功率轉(zhuǎn)換效率高較好是。會(huì)對電感飽和電流額定電流進(jìn)行選擇，使之超出電路的平穩(wěn)電感電流較大值。

電感升壓轉(zhuǎn)換器IC選擇電路導(dǎo)出二極管的規(guī)則是什么？

升壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)采用快速肖特基整流二極管。與普通二極管相比，肖特基二極管正方向氣體壓力小，能耗低，效率高。肖特基二極管的平均電流額定電流應(yīng)超過電路相對較大的導(dǎo)出電壓。

如何選擇電感升壓轉(zhuǎn)換器？IC電路輸入電容？

將升壓控制板添加到三角形電壓波形中，因此輸入電容需要盡可能減少輸入諧波電流和噪聲。諧波電流的強(qiáng)度與輸入電容值的規(guī)格成反比，即電容越大，諧波電流越小。如果轉(zhuǎn)換器負(fù)載變化不大，導(dǎo)出電流小，用小容量輸入電容器也很安全。若轉(zhuǎn)換器輸入與源導(dǎo)出距離不大，也可選用小容量電容。如果要求電路對輸入電壓源諧波電流影響不大，很有可能需要大容量電容，(或)降低等效電路串聯(lián)電阻(ESR)。

電感升壓轉(zhuǎn)換器IC在電路中，在選擇導(dǎo)出電容時(shí)需要了解哪些方面？

導(dǎo)出電容的選擇管理決定了導(dǎo)出電壓諧波電流。在絕大多數(shù)場地，應(yīng)使用較低的ESR電容器，如陶器和聚合物電解鹽水電容器。如果使用高ESR對于電容器，需要仔細(xì)檢查轉(zhuǎn)換器的頻率補(bǔ)償，并且很有可能在導(dǎo)出電路端添加額外的電容器。

電感升壓轉(zhuǎn)換器IC電路布局合理需要考慮哪些方面？

一開始，輸入電容應(yīng)盡可能靠近IC，所以可以減少傷害IC銅線電阻輸入電壓諧波電流。其次，放置導(dǎo)出電容IC附近。長時(shí)間連接導(dǎo)出電容的銅線會(huì)損壞導(dǎo)出電壓諧波電流。三是盡量減少連接電感和導(dǎo)出二極管的痕跡長度，減少功能損耗，提高效率。最后，導(dǎo)出反饋電阻繞過電感可以將噪聲損傷降到較低。

電感升壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于哪些場地？

電感升壓轉(zhuǎn)換器的主要用途是白光LED供配電系統(tǒng)，白光燈LED液晶顯示器可用于可充電電池供電系統(tǒng)(LCD)給予操作面板led背光。也可用于必須提高電壓的實(shí)用直流電源-直流電壓可調(diào)穩(wěn)壓電源。

要把握電感升壓/降血壓的基本概念(我今天只講升壓)，一開始一定要把握電感的一些特點(diǎn):電磁感應(yīng)變換和磁儲(chǔ)能。所有其他基本參數(shù)都是通過這兩個(gè)特征引出的。先看下圖:

電感控制電路通電

我相信有初中文憑壇友掌握的。一個(gè)可充電電池通電到一個(gè)磁鐵線圈，也是一個(gè)磁鐵線圈。不管你是不是科盲，你都會(huì)覺得奇怪。科學(xué)研究有什么好處？

是的！我們需要分析它通電和斷電時(shí)發(fā)生了什么。

磁鐵線圈(以后稱為磁鐵線圈)"電感"了)有一個(gè)特性---電磁感應(yīng)變換，電能夠變成磁，磁還可以變撥打。當(dāng)通電一瞬間，電會(huì)變?yōu)榇挪⑶乙源诺姆椒▋?chǔ)放在電感內(nèi)。而斷電瞬磁會(huì)變成電，從電感中釋放出。

現(xiàn)在看下圖，斷電一瞬間發(fā)生了什么:

斷電一瞬間

我之前說過，當(dāng)電感斷電時(shí)，電感中的電能會(huì)再次變電，但問題是：此時(shí)電路已經(jīng)斷開，電流難以達(dá)到。磁怎么能轉(zhuǎn)換成電流？

比較簡單，電感兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生高壓！電壓有多大？直到所有阻止電流向前的化學(xué)物質(zhì)通過無盡高。

在這里，我們掌握了電感的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)——升壓特性。當(dāng)控制電路斷開時(shí)，電感中的機(jī)械能會(huì)以無盡高壓的方式變換電話。電壓能上升多少取決于化學(xué)物質(zhì)通過電壓變化。

現(xiàn)在可以總結(jié)一下：

以下是正壓生成器。您可以不斷旋轉(zhuǎn)主電源開關(guān)，從插入處獲得無盡強(qiáng)的正電壓。電壓上升多少取決于你在二極管的另一端連接了什么，這樣電流就可以到達(dá)。如果沒有連接任何東西，電流將在街上停留，因此電壓將上升到足夠高的水平。通過主電源開關(guān)，機(jī)械可以通過熱量消耗。

正壓產(chǎn)生器電路電路原理圖

負(fù)工作壓力生成器電路電路原理圖

下面是負(fù)工作壓力產(chǎn)生器，你不斷旋轉(zhuǎn)電源總開關(guān)，從插進(jìn)處能夠得到無盡強(qiáng)的負(fù)電壓。

以上是基礎(chǔ)知識(shí)。現(xiàn)在我們來看看真正的電子元件路線地圖，看看正/負(fù)工作壓力生成器"單片機(jī)原理圖"到底是什么樣子:

實(shí)際電子設(shè)備電路

你可以清楚地看到演變，電路只是用三極管代替主電源開關(guān)。

沒有必要低估這兩張圖，事實(shí)上，所以開關(guān)電源電路電路都是通過這兩張圖形成的，所以掌握這兩張圖非常重要。

最后要提提磁飽和的難題。什么是磁飽和？

從上述自然環(huán)境中，我們可以了解電感能儲(chǔ)存機(jī)械能，并以磁場的形式儲(chǔ)存熱量，但它能儲(chǔ)存多少呢？滿后的原因是什么？

1.存多少錢: "磁通量較大"這個(gè)基本參數(shù)應(yīng)該用于這個(gè)目的。不言而喻，電感不能無限期地存儲(chǔ)機(jī)械能。其存儲(chǔ)能量的數(shù)量由電壓和時(shí)間范圍的乘積管理決定。對于每個(gè)電感器，這是一個(gè)參數(shù)。根據(jù)這個(gè)參數(shù)，可以計(jì)算一個(gè)電感器。M安供配電系統(tǒng)時(shí)必須工作上于多少的頻率下。

2.存滿后會(huì)發(fā)生什么: 這就是磁飽和的問題。飽和后，電感應(yīng)該失去所有電感的特性，變成純電阻，并通過熱消耗機(jī)械能。

DC/DC 升壓基本概念

升壓式DC/DC逆變電源電路主要用于導(dǎo)出電流較小的場地，只需使用1~2節(jié)電池可獲得3節(jié)~12V工作電壓可以達(dá)到幾十個(gè)電流mAh至幾百mAh，其轉(zhuǎn)換速度可達(dá)70%-80%。

升壓式DC/DC直流變換器的主要基本原理如圖所示。電路里的VT當(dāng)脈沖振蕩器對雙穩(wěn)態(tài)電路位置(即Q端為1)為開關(guān)管時(shí)，VT關(guān)閉，電感VT中過電流并存儲(chǔ)機(jī)械能，直到電感電流在RS當(dāng)電壓電壓比較器設(shè)定的閩值電壓時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)電路校正，即Q端為0。這時(shí)候VT截止日期，電感LT儲(chǔ)存的熱量基于一極管VD1負(fù)載，電池充電C。負(fù)載電壓下降時(shí)，電容C電池充放電，導(dǎo)出端可獲得高于高輸高字節(jié)穩(wěn)定電壓。高壓分壓器導(dǎo)出的電壓R1和 R2分壓電路電路后，輸入偏差放大器，與標(biāo)準(zhǔn)電壓一起控制脈沖寬度，然后獲得必要的電壓，即V0=VR(R1/R2 1) 式中:VR——規(guī)范電壓。

降血脂式DC/DC直流變換器的導(dǎo)出電流非常大，容易出現(xiàn)數(shù)百個(gè)問題mAh幾安，所以可以用來導(dǎo)出電流很大的場地。降血脂型DC/DC逆變電源電路的大部分基本原理如圖所示。VT一是開關(guān)管，當(dāng)VT關(guān)閉時(shí)，輸入電壓Vi依據(jù)電感L1向負(fù)載RL此外，供配電系統(tǒng)也是電容C電池充電。

在這個(gè)階段，電容C2及電感L1.儲(chǔ)存機(jī)械能。當(dāng)VT1到時(shí)，存儲(chǔ)在電感器中L1里的機(jī)械能再次方向 RL當(dāng)導(dǎo)出電壓降低時(shí)，電容C2里的能量也向RL電池充放電，保持導(dǎo)出電壓不變。二極管VD一是續(xù)流二極管，有利于構(gòu)成電路控制電路。導(dǎo)出的電壓Vo經(jīng)R1和 R由2組成的高壓分壓器分壓電路將導(dǎo)出電壓的信息內(nèi)容反饋給控制電路，控制開關(guān)管的關(guān)閉和截止日期，使導(dǎo)出電壓保持一致。

DC/DC升壓穩(wěn)壓器原理

DC/DC升壓有三種工作方式：

一是電感電流處于連續(xù)工作模式，即電感電流總是有電流；

一是電感電流有時(shí)沒有工作模式，即電源總開關(guān)截止到中后期電感上的電流斷線；

另一種是電感電流處于臨界點(diǎn)的連續(xù)方法，即當(dāng)電感電流在電源總開關(guān)截止日期內(nèi)變?yōu)?時(shí)，電源總開關(guān)關(guān)閉電感儲(chǔ)能。

以下是對連續(xù)工作模式及時(shí)有時(shí)無工作模式的基本原

持續(xù)工作模式

當(dāng)可調(diào)電壓電源有一定負(fù)載時(shí)，電感電流處于連續(xù)工作模式。當(dāng)電源總開關(guān)關(guān)閉時(shí)，如下圖 1表明電感和電容儲(chǔ)能，電感電流不能基因變異，電流線型增加，也給電容C電池充電。當(dāng)電源總開關(guān)截止時(shí)，如下圖所示 2表明負(fù)載電流由電感和電容器提供，電感電流不能基因變異，再次導(dǎo)出負(fù)載電流，給負(fù)載供配電系統(tǒng)。電流IL和ID如下圖所示 3所表明。開關(guān)管關(guān)閉時(shí)：△IL=VinD/L1.開關(guān)管截止時(shí)：△IL=Vout(1-D)/L1.根據(jù)以上兩個(gè)公式獲得：Vout=Vin/(1-D) （D為pwm占空比）

電源總開關(guān)斷態(tài)（Ton）

電源開關(guān)斷態(tài)（Toff）

有時(shí)沒有工作模式

當(dāng)可調(diào)穩(wěn)壓電源處于輕負(fù)荷或無負(fù)荷時(shí)，電感電流處于連續(xù)工作模式波型如下圖所示 4所表明。

圖 3 DC/DC電感電流連續(xù)工作模式波動(dòng)

圖 4 DC/DC電感電流有時(shí)沒有工作模式

幾種直流電源升壓電路的基本概念和方案設(shè)計(jì)

直流電源升壓是將可充電電池提供的高直流電源電壓提高到必要的電壓值。其基本操作步驟是：高頻波動(dòng)導(dǎo)致低壓脈沖-工頻變壓器升壓到訂購電壓值-脈沖電子整流器獲得高壓直流穩(wěn)壓電源，因此直流電源升壓電路屬于DC/DC一種電路。

在使用電池輸配電的攜帶設(shè)備中，根據(jù)直流電源升壓電路獲得電路中常見的高壓。這些機(jī)械設(shè)備包括：手機(jī)、傳呼機(jī)等無線通信設(shè)備、相機(jī)中的照片閃光燈、便攜式小視頻數(shù)字顯示器、滅蚊器等觸電事故機(jī)械設(shè)備。

一、幾種簡單的直流電源升壓電路

以下是許多簡單的直流電源升壓電路，具有電路簡單、成本低、轉(zhuǎn)換速度低、可充電電池電壓利用率低、輸出功率低等重要優(yōu)點(diǎn)。這種電路更適合萬用電表，而不是高壓堆疊的可充電電池。

二、24VCRT直流高壓電源供配電系統(tǒng)

部分相機(jī)CRT采用11.4cm(4.5英寸)純平面設(shè)計(jì)圖CRT作為預(yù)制構(gòu)件，其高壓預(yù)制構(gòu)件陽極氧化處理電壓為+20kV，調(diào)焦極電壓為+3.2kV，加速極電壓為+1000V，高壓預(yù)制構(gòu)件供配電系統(tǒng)為直流電源24V。以下電路是為拆換維修這類顯示器的髙壓預(yù)制構(gòu)件而方案設(shè)計(jì)（電路源于原創(chuàng)文章內(nèi)容，原作者不詳）。該電路的設(shè)計(jì)方案也可以作為其他升壓電路方案設(shè)計(jì)的參考。

基本要素：NE555構(gòu)成脈沖計(jì)數(shù)器，調(diào)節(jié)電阻VR2可導(dǎo)致輸出功率約20kHz的脈沖，電阻VR1可調(diào)節(jié)脈沖寬度。TR1是推進(jìn)級，工頻變壓器T1采用負(fù)激勵(lì)，即TR1關(guān)閉時(shí)TR2關(guān)閉，TR1關(guān)閉時(shí)TR2關(guān)閉，D3、C9、VR3、R7、D4、R6、TR3構(gòu)成高壓維護(hù)電路。VR2用于調(diào)節(jié)輸出功率，調(diào)節(jié)VR2可調(diào)節(jié)高壓規(guī)格。

VR2選用精密加工可調(diào)電阻。T2可靈活應(yīng)變彩色電視行輸出變壓器。我使用的是指東方SE-1438G產(chǎn)品系列35cm(14英寸)彩色電視的行輸出變壓器。該變壓器的陽極氧化處理電壓可達(dá)20kV，然后適當(dāng)選擇R8的電阻值，使加速極電壓為+1000V和R9，使調(diào)焦極電壓為+3.2kV。所有預(yù)制構(gòu)件均采用鋁包裝類型，鋁殼接地系統(tǒng)，可減少對電路的危害。

一個(gè)DC-DC升壓電路。Q1、Q2、R1、C2、L形成起伏電路。D1，C三是電子整流器過濾電路，D2、D5、Q3、R二是穩(wěn)壓極管控制電路，這部分電路可以用穩(wěn)壓二極管代替。電路負(fù)載立即連接LED，有點(diǎn)不合理。

我自己的掌握是這樣的:當(dāng)大電流給電容時(shí)C電池充電時(shí)，R導(dǎo)致一端電勢差高Q1 Q2.當(dāng)電池充電電流變小時(shí)，Q1 Q電感兩側(cè)有強(qiáng)預(yù)壓，電容器C2依據(jù)Q2電池充放電，當(dāng)電容端電壓達(dá)到一定值時(shí)，電感預(yù)壓使電容電池充電電流達(dá)到一定值，使R一端電勢差高使Q1 Q2到；持續(xù)那樣。。。。。 當(dāng)。

Q1基極上有一個(gè)電壓升高，會(huì)促進(jìn)C2右端電壓導(dǎo)致大幅上升。由于電容中的電壓不能基因變異，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的效果，促進(jìn)Q1基極電勢差迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致Q1、Q快速截止。然后是。C2.電池充電促進(jìn)Q1基極電位差降低，因此兩個(gè)三極管退出至飽和狀態(tài)。邊便是C2的蓄電池充放電了。這般往返。

而我不是很掌握電感L的作用。倘若Q1、Q2集電結(jié)都是開關(guān)電源電路VCC得話，好像我上面的推理才適當(dāng)。

插電一瞬間依據(jù)R1/R2給電容蓄電池充電，當(dāng)C1的電壓保證能使VT1關(guān)閉時(shí)，VT2通斷，T的初級繞阻慢慢有電流越過，這時(shí)候C蓄電池充放電，當(dāng)C充放電到不能使VT1關(guān)閉時(shí)，VT1，VT2關(guān)掉，T中電流降低，此外T的原線圈中慢慢感應(yīng)線圈出電流，當(dāng)T的原線圈中無電流越過，C又慢慢蓄電池充電，這般持續(xù)波動(dòng)，在T的初級線圈中便會(huì)磁感應(yīng)出電壓來。大約就這樣一個(gè)運(yùn)行全過程，說得不太好請強(qiáng)調(diào)。