1、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:
2、
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
3、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
4、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
5、
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，加在电感两端的电压为（Vi-Vo），此时电感由电压（Vi-Vo）励磁，电感增加的磁通为：（Vi-Vo）*Ton。
当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo）*Toff。
当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，（Vi-Vo）*Ton=（Vo
6、Toff，由于占空比D<1，所以Vi>Vo，实现降压功能。
升压变换器原理图，当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压（Vi）励磁，电感增加的磁通为：（Vi）*Ton。图2 升压变换器原理图
当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo- Vi）*Toff。
当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，（Vi）*Ton=（Vo- Vi）*Toff，由于占空比D<1，所以ViVo。升压。
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