电感的升压、降压原理

电感的升压、降压原理
电感的升压、降压原理

降压原理

解释一:

FET为ON时的电路图

在FET为ON的时间里,L积蓄电流能的同时为输出供电。虚线表示的电流路径虽是微小的漏电流,但会使轻负载的效率变差。

FET为OFF时的电路图

在FET为OFF时,L要保持OFF前的电流值,使SBD为ON。此时,由于线圈的左端被强制性地降到0V以下,VOUT的电压下降,即降压电路原理。

由此,FET的ON时间长L里积蓄的电流能越大,越能获得大功率电源,降压的幅度越小。

降压时,由于FET为ON时也要给输出供电,所以不需要限制占空比的最大值。

解释二:

降压式DC/DC 变换器基本工作原理电路如图所示。VT1 为开关管,当VT1 导通时,输入电压Vi 通过电感L1向负载RL供电,与此同时也向电容C2 充电。在这个过程中,电容C2及电感L1中储存能量。当VT1 截止时,由储存在电感L1中的能量继续向RL供电,当输出电压要下降时,电容C2中的能量也向RL放电,维持输出电压不变。二极管VD1为续流二极管,以便构成电路回路。输出的电压V o经R1和R2组成的分压器分压,把输出电压的信号反馈至控制电路,由控制电路来控制开关管的导通及截止时间,使输出电

压保持不变。

控制电路和VTI,VD1是一体的都是RT8024

升压原理

解释一:

FET为ON时的电路图

在FET为ON的时间里在L积蓄电流能。虚线表示的电流路径虽是微小的漏电流,但会使轻负载的效率变差。

FET为OFF时的电路图

在FET为OFF时,L要保持OFF前的电流值,相当于在输入回路增加了一个“电源”。由于线圈的左端被强制性固定于VIN,因此输出VOUT的电压要大于VIN,即升压电路原理。由此,FET的ON时间越长(FET的触发占空比D越大),L里积蓄的电流能越大,越能获得电源功率,于是升压就越高。但是,FET的ON时间太长的话,给输出侧供电的时间就极为短暂,FET为ON时的损失也就增大,变换效率变差。因此,通常要限制占空比的最大值,不超过适宜的占空比D。

解释二:

电感升压电路原理

电感式升压电路 一、DC/DC 升压原理 升压式DC/DC变换器主要用于输出电流较小的场合,只要采用1~2节电池便可获得3~12V工作电压,工作电流可达几十毫安至几百毫安,其转换效率可达70%-80%。 升压式DC/DC变换器的基本工作原理如图所示。电路中的VT为开关管,当脉冲振荡器对双稳态电路臵位(即Q端为1)时,VT导通,电感VT中流过电流并储存能量,直到电感电流在RS上的压降等于比较器设定的闽值电压时,双稳态电路复位,即Q端为0。此时VT截止,电感LT中储存的能量通过一极管VD1供给负载,同时对C进行充电。当负载电压要跌落时,电容C放电,这时输出端可获得高于输大端的稳定电压。输出的电压由分压器R1和 R2分压后输入误差放大器,并与基准电压一起去控制脉冲宽度,由此而获得所需要的电压,即V0=VR*(R1/R2+1) 式中:VR——基准电压。 降压式DC/DC变换器的输出电流较大,多为数百毫安至几安,因此适用于输出电流较大的场合。降压式DC/DC变换器基本工作原理电路如图所示。VT1为开关管,当VT1导通时,输入电压Vi通过电感L1向负载RL供电,与此同时也向电容C2充电。 在这个过程中,电容C2及电感L1中储存能量。当VT1截止时,由储存在电感L1中的能量继续向 RL供电,当输出电压要下降时,电容C2中的能量也向RL放电,维持输出电压不变。二极管VD1为续流二极管,以便构成电路回路。输出的电压Vo经R1和 R2组成的分压器分压,把输出电压的信号反馈至控制电路,由控制电路来控制开关管的导通及截止时间,使输出电压保持不变。 DC/DC升压稳压器原理 DC/DC升压有三种基本工作方式: 一种是电感电流处于连续工作模式,即电感上电流一直有电流; 一种是电感电流处于断续工作模式,即在开关截止末期电感上电流发生断流; 还有一种是电感电流处于临界连续模式,即在开关截止期间电感电流刚好变为“0”时,开关又导通给电感储能。 下面我们将主要介绍连续工作模式及断续工作模式的工作原理。 连续工作模式 当稳压器有一定负载时,电感电流处于连续工作模式。当开关导通时,如图1所示,电感和电容进行储能,电感电流不能突变, 电流线性增加,也给电容C1进行充电。当开关截止时,如图2所示,负载电流由电感和电容提供,电感电流不能突变,继续给负载 输出电流,给负载供电。电流IL和ID的电流变化和电容电压变化如图3所示。当开关管导通时:△IL=Vin*D/L1;当开关管截止时: △IL=Vout*(1-D)/L1;根据以上两个式子得出: Vout=Vin/(1-D) (D为占空比)

升压型DC-DC工作原理及应用指南

DC/DC 升压型应用 1.工作原理 基本工作原理图如图一: 图一 图二 当开关管导通时(图二),电路中有两个电流回路。如图所示。此时,流过电感的电流不断增大,电感储能,电感产生电动势(左为正),二极管截止;另一回路中,输出电容放电,释放能量,供给负载,电荷量减少。 图三 当开关管断开时(图三),电感中流过的电流有减小的趋势,电感产生反向电动势(右为正)阻碍电流的减小,使二极管导通,对输出电容充电,电感释放能量。电容上的电压(即输出电压)可达到超过输入电压,达到升压的效果。 在一个周期内,输出电压往往达不到设定值,这时,则通过输出取样反馈调整占空比,具体对未达到设定值这种情况,就是增大占空比,延长开关管导通时间,(开关管导通,电感储能),那么在这个周期内输出电压升高。若达到最大占空比仍还没达到设定值,开关管ON状态便强制结束,在下一个周期维持大占空比,使输出电压继续升高。如此往复,直到达到设定值。类似的,若输出超过设定值,则通过输出取样反馈减小占空比,延长开关管关断时间,输出电压减小,同样,若调到最小占空比,输出电压仍未降到设定值,,开关管OFF状态强制结束,在下一个周期继续维持小占空比,使输出电压下降。如此往复,直到达到设定值。最后的结果就是输出电压在设定值处微小范围内上下浮动。

2. 输出电流和功率: 在升压应用中,输出负载电流和开关管电流的大小并不相等。最大负载电 流必须小于开关管的额定电流。 总输入功率等于输入电压乘以最大平均输入电流。由于输出电压高于输入电压,输出电流必小于输入电流。 3. 工作波形 输出电压 out v = off in t T v 。由输出公式可知,调整占空比可对输出电压进行控制。 4. 控制方式: a )电压模式控制: 仅对输出电压取样。在电压模式控制中,变换器的占空因数正比于实际输出电压与理想输出电压之间的误差差值。电压模式控制只响应(调节变换器的占空因数)输出(负载)电压的变化。这意味着变换器为了响应负载电流或输入线电压的变化,它必须“等待”负载电压(负载调整)的相应变化。这种等待/延迟会影响变换器的稳压特性,通常“等待”是一个或多个开关周期。负载或输入电压扰动会产生相应(尽管不一定成比例)的输出电压干扰。 优点:对输出电压的变化响应良好。 缺点:对输入电压的变化响应迟缓。 MC34060A 、MC34166、TL494均采用的这种方式。 b )电流模式控制: 对输出电压取样,并对电感或变压器中的电流取样。

电感升压电路中

BOOST升压电路中: 电感的作用:是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件,当MOS开关管闭合后,电感将电能转换为磁场能储存起来,当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能,且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载,由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的,所以输出电压高于输入电压,既升压过程的完成; 肖特基二极管主要起隔离作用,即在MOS开关管闭合时,肖特基二极管的正极电压比负极电压低,此时二极管反偏截止,使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电;因在MOS管断开时,两种叠加后的能量通过二极向负载供电,此时二极管正向导通,要求其正向压降越小越好,尽量使更多的能量供给到负载端!! 電感升壓原理: 什么是电感型升压DC/DC转换器? 如图1所示为简化的电感型DC-DC转换器电路,闭合开关会引起通过电感的电流增加。打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。因储存来自电感的电流,多个开关周期以后输出电容的电压升高,结果输出电压高于输入电压。 决定电感型升压的DC-DC转换器输出电压的因素是什么? 在图2所示的实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。 电感值如何影响电感型升压转换器的性能? 因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。 电感型升压转换器IC电路输出二极管选择的原则是什么? 升压转换器要选快速肖特基整流二极管。与普通二极管相比,肖特基二极管正向压降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二极管平均电流额定值应大于电路最大输出电压。

电感的计算方法和BOOST升压电路的电感、电容计算

电感计算方法 加载其电感量按下式计算:线圈公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH),设定需用 360ohm 阻抗,因此: 电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ?(2*3.14159) ?F (工作频率) = 360 ?(2*3.14159) ?7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数: 圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ?圈直径 (吋) 圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ?2.047 = 19 圈 空心电感计算公式 空心电感计算公式:L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D------线圈直径 N------线圈匝数 d-----线径 H----线圈高度 W----线圈宽度 单位分别为毫米和mH。。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量 l单位: 微亨 线圈直径 D单位: cm 线圈匝数 N单位: 匝 线圈长度 L单位: cm 频率电感电容计算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q 值决定 谐振电感: l 单位: 微亨 线圈电感的计算公式 作者:线圈电感的计算公式转贴自:转载点击数:299 1。针对环行CORE,有以下公式可利用: (IRON) L=N2.AL L= 电感值(H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈)

DC-DC升压电路原理与应用

DC-DC升压电路原理与应用 目前,在手机应用电路中,通常需要通过升压电路来驱动闪光灯模组的LED或者是显示屏背光的LED,并且通常可以根据不同情况下的需求,调节LED的明暗程度。一般的LED驱动电路可以分成二种,一种是并联驱动,采用电容型的电荷泵倍压原理,所有的LED负载是并联连接的形式;另一种是串联驱动,采用电感型DC-DC 升压转换原理,所有的LED负载是串联连接的形式。这类应用电路中采用的升压器件有体积小,效率高的优点,而且大多数是采用SOT23-5L或者SOT23-6L的封装,外加少量阻容感器件,占用电路板很小的空间。在此,结合具体器件的使用情况,介绍这两种升压器件的工作原理和应用。 电容型的电荷泵倍压原理的介绍 以AnalogicTech公司的升压器件AAT3110为例,介绍电容型的电荷泵升压电路的工作原理和应用。器件AAT3110采用 SOT23-6L的封装,输出电压4.5V,适 用于常态输出电流不大于100mA,瞬态 峰值电流不大于250mA的并联LED负 载,具体应用电路图,如图1所示。事 先叙述一下有关两倍升压模式电荷泵 的工作原理。AAT3110的工作原理框图, 如图1、2所示,AAT3110使用一个开关 电容电荷泵来升高输入电压,从而得到 一个稳定的输出电压。AAT3110内部通 过一个分割电阻网络取样电荷泵输出 电压和内部参考电压进行比较,并由此 调节输出电压。当分割电阻网络取样电 压低于内部比较器控制的预设点(Trip Point)时,打开双倍电路开关。电荷泵 以两个不重叠的阶段循环开关四个内 部开关。在第一个阶段,开关S1和S4 关闭并且S2和S3打开,使快速电容器 CFLY充电到一个近似等于输入电压VIN 的电压。在第二个阶段,开关S1和S4 打开并且S2和S3关闭。在第一阶段时, 快速电容器CFLY的负极接地。在第二 个阶段时,快速电容器CFLY的负极则 连接到了VIN。这样使得快速电容器CFLY正极的电压就升高到了2*VIN,并且通过一个开关连接到输出。在每一个循环阶段,电荷从输入节点VIN由较低电压转换成较高电压。这个循环自己重复,直到输出节点电压足够大以超越控制比较器的输入阀值电压。当输出电压超过内部预设点标准时,开关循环停止并且电荷泵回路置于一个空闲状态。在空闲状态时,AAT3110有一个不大于13μA的静态电流。AAT3110

boost升压电路

开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理 2007-09-29 13:28 the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。 基本电路图见图一。 假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。 下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路 充电过程 在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。这时,输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。

放电过程 如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。 说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。 如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。 一些补充 1 AA电压低,反激升压电路制约功率和效率的瓶颈在开关管,整流管,及其他损耗

(含电感上). 1.电感不能用磁体太小的(无法存应有的能量),线径太细的(脉冲电流大,会有线损大). 2 整流管大都用肖特基,大家一样,无特色,在输出3.3V时,整流损耗约百分之 十. 3 开关管,关键在这儿了,放大量要足够进饱和,导通压降一定要小,是成功的关键.总共才一伏,管子上耗多了就没电出来了,因些管压降应选最大电流时不超过0.2--0.3V,单只做不到就多只并联....... 4 最大电流有多大呢?我们简单点就算1A吧,其实是不止的.由于效率低会超过1.5A,这是平均值,半周供电时为3A,实际电流波形为0至6A.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付. 5 现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子,所以咱建议用土电路就够对付洋电路了. 以上是书本上没有直说的知识,但与书本知识可对照印证. 开关管导通时,电源经由电感-开关管形成回路,电流在电感中转化为磁能贮存;开关管关断时,电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正,此电压叠加在电源正端,经由二极管-负载形成回路,完成升压功能。既然如此,提高转换效率就要从三个方面着手:1.尽可能降低开关管导通时回路的阻抗,使电能尽可能多的转化为磁能;2.尽可能降低负载回路的阻抗,使磁能尽可能多的转化为电能,同时回路的损耗最低;3.尽可能降低控制电路的消耗,因为对于转换来说,控制电路的消耗某种意义上是浪费掉的,不能转化为负载上的能量。

电感式升压降压的原理

这不是什么高手大作,只是个扫盲帖,适用于不了解电感特性,却又对升器器感兴趣的同志们.高手免入.不知道要发这个贴子到哪个版块,版主们帮忙处理下. 为了节省篇幅,很多原理性的知识我点到为止,以空间换时间,有兴趣深入了解的可以查阅相关资料和提问. 废话不多直,我直接开始了.要了解电感式升压/降压的原理(我今天只讲升压),首先必须要了解电感的一些特性:电磁转换与磁储能.其它所有参数都是由这两个特性引出来的. 先看看下面的图: 电感回路通电瞬间(原文件名:1.JPG) 相信有初中文化是坛友们都知道,一个电池对一个线圈通电,这是个电磁铁.不论你是否科盲,你一定会奇怪,这有什么值得分析的呢?有!我们要分析它通电和断电的瞬间发生了什么. 线圈(以后叫作"电感"了)有一个特性---电磁转换,电可以变成磁,磁也可以变回电.当通电瞬间,电会变为 磁并以磁的形式储存在电感内.而断电瞬磁会变成电,从电感中释放出来. 现在我们看看下图,断电瞬间发生了什么: 断电瞬间(原文件名:2.JPG) 前面我说过了,电感内的磁能会在电感断电时重新变回电,然而问题来了:此时回路已经断开,电流无处可以,磁如何能转换成电流呢?很简单,电感两端会出现高压!电压有多高呢?无穷高,直到击穿任何阻挡电流前进 的介质为止. 这里我们了解了电感的第二个特性----升压特性.当回路断开时,电感内的能量会以无穷高电压的形式变换回电,电压能升多高,仅取决于介质变的击穿电压.

现在可以小结一下了: 下面是正压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的正电压.电压到底升到多高,取决于你在二极管的另一端接了什么东西让电流有处可去.如果什么也不接,电流就无处可去,于是电压会升到足够高,将开关击穿,能量以热的形式消耗掉. 正压发生器原理图(原文件名:3.JPG) 下面是负压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的负电压. 负压发生器原理图(原文件名:4.JPG) 上面说的都是理论,现在来点实际的电子线路图,看看正/负压发生器的"最小系统"到底什么样子:

DC-DC升压(BOOST)电路原理

DC-DC升压(BOOST)电路原理 BOOST升压电路中: 电感的作用:是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件,当MOS开关管闭合后,电感将电能转换为磁场能储存起来,当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能,且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载,由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的,所以输出电压高于输入电压,既升压过程的完成; 肖特基二极管主要起隔离作用,即在MOS开关管闭合时,肖特基二极管的正极电压比负极电压低,此时二极管反偏截止,使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电;因在MOS管断开时,两种叠加后的能量通过二极向负载供电,此时二极管正向导通,要求其正向压降越小越好,尽量使更多的能量供给到负载端!!

在图2所示的实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。 电感值如何影响电感型升压转换器的性能? 因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。 电感型升压转换器IC电路输出二极管选择的原则是什么? 升压转换器要选快速肖特基整流二极管。与普通二极管相比,肖特基二极管正向压降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二极管平均电流额定值应大于电路最大输出电压. 怎样选择电感型升压转换器IC电路的输入电容? 升压调节器的输入为三角形电压波形,因此要求输入电容必须减小输入纹波和噪声。纹波的幅度与输入电容值的大小成反比,也就是说,电容容量越大,纹波越小。如果转换器负载变化很小,并且输出电流小,使用小容量输入电容也很安全。如果转换器输入与源输出相差很小,也可选小体积电容。如果要求电路对输入电压源纹波干扰很小,就可能需要大容量电容,并(或)减小等效串联电阻(ESR)。

升压原理

电感式升压原理简述 .要了解电感式升压/降压的原理(只讲升压),首先必须要了解电感的一些特性:电磁转换与磁储能.其它所有参数都是由这两个特性引出来的. 先看看下面的图: 电感回路通电瞬间 相信都知道,一个电池对一个线圈通电,这是个电磁铁.不论你是否科盲,你一定会奇怪,这有什么值得分析的呢?有!我们要分析它通电和断电的瞬间发生了什么. 线圈(电感)有一个特性---电磁转换,电可以变成磁,磁也可以变回电.当通电瞬间,电会变为磁并以磁的形式储存在电感内.而断电瞬间磁会变成电,从电感中释放出来. 现在我们看看下图,断电瞬间发生了什么: 断电瞬间前面我说过了,电感内的磁能会在电感断电时重新变回电,然而问题来了:此时回路已经断开,电流无处可以流,磁如何能转换成电流呢?很简单,电感两端会出现高压!电压有多高呢?无穷高,直到击穿任何阻挡电流前进的介质为止. 这里我们了解了电感的第二个特性----升压特性.当回路断开时,电感内的能量会以无穷高电压的形式变换回电,电压能升多高,仅取决于介质变的击穿电压. 下面是正压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的正电压.电压到底升到多高,取决于你在二极管的另一端接了什么东西让电流有处可去.如果什么也不接,电流就无处可去,于是电压会升到足够高,将开关击穿,能量以热的形式消耗掉. 正压发生器原理图 负压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的负电压. 上面说的都是理论,现在来点实际的电子线路图,看看正/负压发生器的"最小系统"到底什么样子:

实际电子线路 你可以很清楚看到演变,电路中仅仅把开关换成了三极管换而已.,所有开关电源都是由这两个图组合变换而来,所以掌握这两个图非常重要. 最后要提提磁饱合的问题.什么是磁饱合? 从上面的背景知道我们可以知道电感能储存能量,将能量以磁场方式保存,但能存多少呢?存满之后会发生什么情况呢? 1.存多少: "最大磁通量"这个参数就是干这个用的,很显然,电感不能无限保存能量,它存储能量的 数量由电压与时间的乘积决定,对于每个电感来说,这是一个常数,根据这个常数你可以算出一个 电感要提供N伏M安供电时必须工作于多高的频率下. 2.存满之后会如何: 这就是磁饱合的问题.饱合之后,电感失去一切电感应有的特性,变成一纯电阻, 并以热的形式消耗掉能量. DC电压源升压降压变换原理 DC-DC是英语直流变直流的缩写,所以DC-DC电路是某直流电源转变为不同电压值的电路。DC-DC是开关电源技术的一个分支,开关电源技术包括AC-DC、DC-DC两ff个分支。DC-DC电路按功能分为:升压变换器:将低电压变换为高电压的电路。 降压变换器:将高电压变换为低电压的电路。 反向器:将电压极性改变的电路,有正电源变负电源,负电源变正电源两类。 三个主要分支,当然应用时在同一电路中会有升压反向、降压升压等功能同时存在。 DC-DC变换器的基本电路有升压变换器、降压变换器、升降压变换器三种。 降压变换器原理图如图,当开关闭合时,加在电感两端

一种非常实用的Boost升压电路原理详解

一种实用的BOOST电路 0 引言 在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计,对于较大的功率输出,如70W以上的DC /DC升压电路,由于专用升压芯片内部开关管的限制,难于做到大功率升压变换,而且芯片的价格昂贵,在实际应用时受到很大限制。考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大,选择合适的控制芯片,便可设计出大功率输出的DC/DC升压电路。 UC3S42是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作隔离回扫式开关电源的控制电路,根据UC3842的功能特点,结合Boos t拓扑结构,完全可设计成电流型控制的升压DC/DC电路,且外接元器件少,控制灵活,成本低,输出功率容易做到100W以上,具有其他专用芯片难以实现的功能。 1 UC3842芯片的特点 UC3842工作电压为16~30V,工作电流约15mA。芯片内有一个频率可设置的振荡器;一个能够源出和吸入大电流的图腾式输出结构,特别适用于MoSFET的驱动;一个固定温度补偿的基准电压和高增益误差放大器、电流传感器;具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器,最大占空比可达100%。另外,具有内部保护功能,如滞后式欠压锁定、可控制的输出死区时间等。 由UC3842设计的DC/DC升压电路属于电流型控制,电路中直接用误差信号控制电感峰值电流,然后间接地控制PWM脉冲宽度。这种电流型控制电路的主要特点是: 1)输入电压的变化引起电感电流斜坡的变化,电感电流自动调整而不需要误差放大器输出变化,改善了瞬态电压调整率; 2)电流型控制检测电感电流和开关电流,并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出比较,控制PWM脉宽,由于电感电流随误差信号的变化而变化,从而更容易设置控制环路,改善了线性调整率; 3)简化了限流电路,在保证电源工作可靠性的同时,电流限制使电感和开关管更有效地工作; 4)电流型控制电路中需要对电感电流的斜坡进行补偿,因为,平均电感电流大小是决定输出大小的因素,在占空比不同的情况下,峰值电感电流的变化不能与平均电感电流变化相对应,特别是占空比,50%的不稳定性,存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差,即使占空比<50%,也可能发生高频次谐波振荡,因而需要斜坡补偿,使峰值电感电流与平均电感电流变化相一致,但是,同步不失真的斜坡补偿技术实现上有一定的难度。

升压降压电源电路工作原理

b o o s t升压电路工作原理 boost升压电路是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。 基本电路图见图一: 假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。 下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路 充电过程 在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。这时,输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。

放电过程 如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。 说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。 如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。

如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。 一些补充1 AA电压低,反激升压电路制约功率和效率的瓶颈在开关管,整流管,及其他损耗(含电感上). 1.电感不能用磁体太小的(无法存应有的能量),线径太细的(脉冲电流大,会有线损大). 2 整流管大都用肖特基,大家一样,无特色,在输出时,整流损耗约百分之 十. 3 开关管,关键在这儿了,放大量要足够进饱和,导通压降一定要小,是成功的关键.总共才一伏,管子上耗多了就没电出来了,因些管压降应选最大电流时不超过单只做不到就多只并联....... 4 最大电流有多大呢?我们简单点就算1A吧,其实是不止的.由于效率低会超过,这是平均值,半周供电时为3A,实际电流波形为0至6A.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付.

升压(自举)电路原理

自举电路也叫升压电路,利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件,使电容放电电压和电源电压叠加,从而使电压升高.有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。 升压电路原理 举个简单的例子:有一个12V的电路,电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压,这个电压怎么弄出来?就是用自举。通常用一个电容和一个二极管,电容存储电压,二极管防止电流倒灌,频率较高的时候,自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压,起到升压的作用。 升压电路只是在实践中定的名称,在理论上没有这个概念。升压电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半,但在实际的测试中,输出电压远达不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。所以采用升压电路来升压。 开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理 the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。基本电路图见图1. 假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路。 充电过程 在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。这时,输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。

放电过程 如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。 说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。

电感升压型变换器的优点以及缺点

电感升压型变换器的优点以及缺点电感升压式变换器的优点如下所述: 1.效率高,可达到80%~85%,比开关电容升压式高15%左右。 2.由于输出电压高,一般可以恒流驱动串联的LED,并保证其亮度致。LED可以是一串,也可以是先串后并的几串,根据其输出功率的大小和LED的电流,确定所能驱动的LED总数,例如美信公司的MAXl848最多可以驱动39只LED。 3.能在较宽的输入电压范围内,保证输出电流稳定,并做到与LED 要求的电流相匹配。 4.一般电路还具有调光功能(调节LED电流)以及一些保护功能,如LED开路保护、短路保护、输出过压保护等,视具体芯片型号而定。 电感升压式变换器的缺点如下所述。 ①在电感升压变换器中需要采用电感升压,一般电感的体积较大,在整个PcB面积中占较大的比例,价格也比阻容元件贵得多。为了降低电感的尺寸,一般都选用较高的开关频率,约在IMHz附近,这对电感所用的铁氧体磁芯的要求较高,要能工作于]MHz的高频上,根据流过电感的电流选择台适的磁芯尺寸,以尽量减少它的涡流损耗和磁滞损耗,降低电 感的发热量。目前已有专门的供应商生产电感量一定、允许通过一定电流的电感。我们在介绍具体Ic芯片时会给出一些供应商提供的电感参数及尺寸实例.以增加读者对这种电感的感性认识。 ②所能驱动的二极管串中LED的个数受虽高输出电压的限制,如输

出电压为40V.串接的白光LED不黄变灯条胶灯珠个数不超过13个。输出电流则受输出功率的限制,在大电流下要考虑PcB铜皮走线的宽度,以免因电流密度过大而烧毁走线铜皮。 ③流过电感的输入电流是一些重复频率很高的三角波,像有源功率因数校正电路样会产生比较高的电磁干扰(EM])。在连续导透模式下,输入电流起伏较小,干扰较轻:在断续导通模式下,输入电流起伏较大:干扰较重。为满足对驱动电路的电磁兼容要求,在电路的输入端需要加抗电磁干扰的滤波电路。为了防止电磁辐射,电感还要加磁屏蔽。不过由于电流三角波的频率基本上是固定的,尤其在连续导通模式F,电流是连续的,起伏较小,且电路的功率较低,所以它所造成的电磁辐射干扰及传导干扰,要比在有源功率因数校正电路中轻得多。

电感式DCDC 升压原理

电感式DC/DC 升压原理 什么是电感型升压DC/DC转换器? 如图1所示为简化的电感型DC-DC转换器电路,闭合开关会引起通过电感的电流增加。打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。因储存来自电感的电流,多个开关周期以后输出电容的电压升高,结果输出电压高于输入电压。 决定电感型升压的DC-DC转换器输出电压的因素是什么? 在图2所示的实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。 电感值如何影响电感型升压转换器的性能? 因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。 电感型升压转换器IC电路输出二极管选择的原则是什么? 升压转换器要选快速肖特基整流二极管。与普通二极管相比,肖特基二极管正向压降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二极管平均电流额定值应大于电路最大输出电压。 怎样选择电感型升压转换器IC电路的输入电容? 升压调节器的输入为三角形电压波形,因此要求输入电容必须减小输入纹波和噪声。纹波的幅度与输入电容值的大小成反比,也就是说,电容容量越大,纹波越小。如果转换器负载变化很小,并且输出电流小,使用小容量输入电容也很安全。如果转换器输入与源输出相差很小,也可选小体积电容。如果要求电路对输入电压源纹波干扰很小,就可能需要大容量电容,并(或)减小等效串联电阻(ESR)。 在电感型升压转换器IC电路中,选择输出电容时要考虑哪些因素? 输出电容的选择决定于输出电压纹波。在大多数场合,要使用低ESR电容,如陶瓷和聚合物电解电容。如果使用高ESR电容,就需要仔细查看转换器频率补偿,并且在输出电路端可能需要加一额外电容。

升压电感的计算方法

基于L6562的高功率因数boost电路的设计 0 引言 Boost是一种升压电路,这种电路的优点是可以使输入电流连续,并且在整个输入电压的正弦周期都可以调制,因此可获得很高的功率因数;该电路的电感电流即为输入电流,因而容易调节;同时开关管门极驱动信号地与输出共地,故驱动简单;此外,由于输入电流连续,开关管的电流峰值较小,因此,对输入电压变化适应性强。 储能电感在Boost电路起着关键的作用。一般而言,其感量较大,匝数较多,阻抗较大,容易引起电感饱和,发热量增加,严重威胁产品的性能和寿命。因此,对于储能电感的设计,是Boost电路的重点和难点之一。本文基于ST公司的L6562设计了一种Boost电路,并详细分析了磁性元器件的设计方法。 1 Boost电路的基本原理 Boost电路拓扑如图1所示。图中,当开关管T导通时,电流,IL流过电感线圈L,在电感线圈未饱和前,电流线性增加,电能以磁能的形式储存在电感线圈中,此时,电容Cout 放电为负载提供能量;而当开关管T关断时,由于线圈中的磁能将改变线圈L两端的电压VL卡及性,以保持其电流IL不突变。这样,线圈L转化的电压VL与电源Vin串联,并以高于输出的电压向电容和负载供电,如图2所示是其电压和电流的关系图。图中,Vcont 为功率开关MOSFET的控制信号,VI为MOFET两端的电压,ID为流过二极管D的电流。以电流,IL作为区分,Boost电路的工作模式可分为连续模式、断续模式和临界模式三种。 分析图2,可得: 式(2)即为Boost电路工作于连续模式和临界模式下的基本公式。

式(2)即为Boost电路工作于连续模式和临界模式下的基本公式。 2 临界状态下的Boost-APFC电路设计 基于L6562的临界工作模式下的Boost-APFC电路的典型拓扑结构如图3所示,图4所示是其APFC工作原理波形图。 利用Boost电路实现高功率因数的原理是使输入电流跟随输入电压,并获得期望的输出电压。因此,控制电路所需的参量包括即时输入电压、输入电流及输出电压。乘法器连接输入电流控制部分和输出电压控制部分,输出正弦信号。当输出电压偏离期望值,如输出电压跌落时,电压控制环节的输出电压增加,使乘法器的输出也相应增加,从而使输入电流有效值也相应增加,以提供足够的能量。在此类控制模型中,输入电流的有效值由输出电压控制环节实现调制,而输入电流控制环节使输入电流保持正弦规律变化,从而跟踪输入电压。本文在基于此类控制模型下,采用ST公司的L6562作为控制芯片,给出了Boost-APFC电路的设计方法。 L6562的引脚功能如下: INV:该引脚为电压误差放大器的反相输入端和输出电压过压保护输入端; COMP:该引脚同时为电压误差放大器的输出端和芯片内部乘法器的一个输人端。反馈补偿网络接在该引脚与引脚INV之间; MULT:该引脚为芯片内部乘法器的另一输入端; CS:该脚为芯片内部PWM比较器的反相输入端,可通过电阻R6来检测MOS管电流; ZCD:该脚为电感电流过零检测端,可通过一限流电阻接于Boost电感的副边绕组。R7的选取应保证流入ZCD引脚的电流不超过3 mA;

升压电路的原理与实现

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/a76157938.html, 升压电路的原理与实现 作者:袁幸杰郑轶卢涛冯向超 来源:《电子技术与软件工程》2018年第05期 摘要随着新能源技术的不断发展,对电力变换技术也提出了更高的要求,尤其许多新能源电池自身的属性决定其输出的电压较低而电流较大,无法被用电设备直接使用,需要进行电力变换。本文针对新能源电池输出电压低、电流大这一特点。对三种不同的升压方式进行了对比,提出并实现了一种基于BOOST拓扑的升压变换电路并在此基础上进行了损耗分析。最后针对溶解氧海水电池搭建了一套电池升压管理系统,实现了低电压大电流的条件下的高效率直流升压变换,并在近海测试中取得了较好的测试效果,有效解决了该问题。 【关键词】BOOST升压电路海水电池超低压升压电池管理 随着新能源电池的不断涌现对电力变换技术也提出了更高的要求,尤其是在光伏及海水发电等领域,通常电池本身输出的电压较低而电流较大,不能直接为用电设备所用。而现有的电力变换技术通常不能够高效率的进行电能由此造成了电能无法得到充分利用。国外如荷兰等国家已经针对这一问题进行了较多的探索,其采用DCDC方式能够高效率的进行电能转换,而 目前国内并没有相应的成熟技术与产品在实际中应用。文章在对比了推挽、全桥等多种升压方法的基础上提出了一种基于BOOST拓扑的超低压升压的实现方法,能够实现升压比大于10 的低电压、大电流情况下的高效率电压转换,转换效率达到75%以上。 溶解氧海水电池作为一种以海水为电解质能够提供长期、稳定电能的新型电池,对深海观测具有重要意义,应用前景非常广泛。但是由于海水电池采用开放式结构,输出电压低电流大并且各组电池无法进行串联对海水电池输出的低电压进行升压变换是海水电池应用于水下设备的必由之路。 1 工作原理 1.1 升压方案选择 目前,DC-DC直流升压变换电路有多种结构形式,主要方式有:单端式、半桥式、全桥式、推挽式。 其中推挽式是基于逆变升压的原理,推挽式升压电路必须使用带有中心抽头的变压器,增大了变压器偏磁的风险,而且推挽式开关电源方案不适合负载变化较大的场合。桥式升压电路同样是基于逆变升压的原理。采用推挽式与桥式升压方式需要先对海水电池输出的直流电进行逆变而后再进行整流,这两种升压方式由于结构较为复杂,转换过程中的开关损耗过高,而且由于输入过低对变压器的性能要求较高,难以实现高效率的升压变换。

DC-DC升压和降压电路电感参数选择详解

DC-DC升压和降压电路电感参数选择详解 注:只有充分理解电感在DC-DC电路中发挥的作用,才能更优的设计DC-DC电路。本文还包括对同步DC-DC及异步DC-DC概念的解释。DC-DC电路电感参数选择详解 DC-DC电路电感的选择简介 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。本文专注于解释:电感上的DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。 在降压转换中(Fairchild典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 在状态1过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。在状态2过程中,电感连接到GND。由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。DC-DC电路电感参数选择详解 现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。相反,在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式:DC-DC电路电感参数选择详解 V=L(dI/dt) 因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2所示:

升压电路原理的分析

boost升压电路 2009-06-09 16:18 开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理 the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。 基本电路图见图一。 假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。 下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路 充电过程 在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。这时,输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。

放电过程 如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。 说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。 如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。 如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。

一些补充 1 AA电压低,反激升压电路制约功率和效率的瓶颈在开关管,整流管,及其他损耗(含电感上). 1.电感不能用磁体太小的(无法存应有的能量),线径太细的(脉冲电流大,会有线损大). 2 整流管大都用肖特基,大家一样,无特色,在输出3.3V时,整流损耗约百分之十. 3 开关管,关键在这儿了,放大量要足够进饱和,导通压降一定要小,是成功的关键.总共才一伏,管子上耗多了就没电出来了,因些管压降应选最大电流时不超过0.2--0.3V,单只做不到就多只并联....... 4 最大电流有多大呢?我们简单点就算1A吧,其实是不止的.由于效率低会超过1.5A,这是平均值,半周供电时为3A,实际电流波形为0至6A.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付. 5 现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子,所以咱建议用土电路就够对付洋电路了. 以上是书本上没有直说的知识,但与书本知识可对照印证. 开关管导通时,电源经由电感-开关管形成回路,电流在电感中转化为磁能贮存;开关管关断时,电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正,此电压叠加在电源正端,经由二极管-负载形成回路,完成升压功能。既然如此,提高转换效率就要从三个方面着手:1.尽可能降低开关管导通时回路的阻抗,使电能尽可能多的转化为磁能;2.尽可能降低负载回路的阻抗,使磁能尽可能多的转化为电能,同时回路的损耗最低;3.尽可能降低控制电路的消耗,因为对于转换来说,控制电路的消耗某种意义上是浪费掉的,不能转化为负载上的能量。

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