BoostDc-Dc变换器电路连接图中电感的作用是什么?十种折叠裤子的方法图片
Boost DC-DC电路中的电感很重要,电路的升降压功能就是靠这个电感线圈来实现的。下面我们以DC-DC升压电路为例,来介绍一下这个电感的升压原理。
▲ DC-DC升压电路的工作原理。
上图是一个简单的DC-DC升压电路。电感L为升压电感,这里的N-MOSFET工作于开关状态,其栅极的驱动信号VG为矩形波。当VT导通时,1.5V电池通过VT的D、S两极给电感L充电储能;当VT截止时,L两端将产生一个数倍于电池电压的感生电压,此电压与电池电压叠加后,通过二极管VD给电容C充电,这样在C两端获得的便是升高的电压。VT不停的导通与截止,这样便可将较低的电池电压升高到所需的电压。
这种Boost DC-DC升压电路中,一般选用低开启电压及低饱和压降的MOSFET,可以在很低的电压下(2V以下)工作,并且具有较高的效率。此外,MOSFET的开关频率一般都在数百KHz以上,这样可以选用较小的电感线圈及滤波电容,从而减小整个电路的体积。
▲ SL3400构成的超低压升压电路。
上图是一款超低压升压电路,其工作原理与上述电路一样。该电路的最低输入电压可低至0.9V,其Vout为2.5~5V,输出电流可达600mA。由于这种DC-DC升降压电路的工作频率较高,整流二极管一般皆选用肖特基二极管。
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Boost的Dc-Dc变换器的电感主要作用有2个:
本过程主要发生在功率管导通期间。
此时电源对电感充电,电流成线性增加。只要电感不饱和,频率可以很低。同理,低振荡频率的芯片就要使用大容量电感。某些时候这低频率会增加器件成本。一般的DCDC振荡频率是300kHz以上。
当功率器件断开后,电感电流不能突变,产生反电动势,该电动势和电源电压叠加,使输出电压高于供电电压,完成升压的使命。
根据能量守恒及效率问题,高压输出,势必提供的电流会小。
能量是由电感电感量及占空比决定的。
电感中的电流是三角波,还含有直流分量,再利用电容滤波输出稳定的高压直流电。
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Boost电路即非隔离式升压电路,如图1为其基本拓扑图,主要应用在非隔离电源中,输出电压大于输入电压,Uo=Uin/(1-D)D为占空比,其公式是由伏秒平衡所得,基本原理如图3当开关管Q关导通时,输入电源给电感充电,输出电容给负载供电,此时电感U=di/dt*L.给电感储能,如图2所示,电感开始通过二极管给电容和负载充电,通过电感的充放电来维持输出电压,如果没有电感,输出电压不能建立,因为开关管导通时,输入电源就会短路。
对于电感当开关管开通时Uin*Ton=di/dt=Q1.当开关管关闭时(Uin-Uo)*Toff=di/dt=Q2.根据能量守恒定律电感的充放电能量相等,所以Q1=Q2=(Uin-Uo)*Toff=Uin*Ton进而得Uo=Uin/(1-D).D=Ton/T.T=Ton+Toff,通过使变换器工作在CCM还是DCM来输出一个电感值,再通过负载大小,纹波电压和纹波电流,来设计滤波电容,所以电感的作用就是通过其储能作用来得到想要的输出电压。
现在也有小的BOOST模块便宜而稳定性好,如果做大功率,就应选择好的控制芯片UC3842电流控制和电压控制都可以!
要说明Boost变换器中电感的作用,要先知道Boost变换器的工作原理。首先是开关管导通时,如下图a所示,电源电压Vin直接加在电感两端,电源、电感L和开关管VT构成一个回路,电感电流上升,电感电压左正右负,电感储存能量;电容C和负载R构成另一个回路,二极管D处于截止状态,电容向负载释放能量。
开关管VT关断时,如图b所示,电源Vin、电感L、二极管D、负载R构成回路,电感电流下降,电感电压左负右正(电感电压和电源电压同向,电源和电感电压叠加在一起向后面的负载供电,所以实现了升压,当然后面需要一个大容值的电容C来稳压),电源和电感一起向负载释放能量。
总的来说电感就是储能升压的作用。
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