DC-DC升壓電路圖的工作原理講解

時間：2024-07-21 22:27:02

關(guān)鍵字： DC-DC 開關(guān)器件磁性元件

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[導(dǎo)讀]升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器可以將輸入電壓升高到一個更高的水平。它利用開關(guān)器件和磁性元件來實現(xiàn)升壓。當(dāng)開關(guān)器件導(dǎo)通時，輸入電壓通過磁性元件降壓后加到輸出端子上;

升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器可以將輸入電壓升高到一個更高的水平。它利用開關(guān)器件和磁性元件來實現(xiàn)升壓。當(dāng)開關(guān)器件導(dǎo)通時，輸入電壓通過磁性元件降壓后加到輸出端子上;

當(dāng)開關(guān)器件關(guān)閉時，磁性元件中的磁場能量被儲存起來，為下一個導(dǎo)通階段做準(zhǔn)備。

通過調(diào)節(jié)占空比，DC-DC轉(zhuǎn)換器可以輸出不同的電壓值。

升壓分兩個步驟，一個是充電過程;一個是放電過程，電感啟著關(guān)鍵作用

(1)充電過程

升壓電路原理的充電過程，在充電過程中，開關(guān)閉合這時，輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。由于輸入是直流電，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(guān)。隨著電感電流增加，電感里儲存了一些能量。

(2)放電過程

升壓電路原理的放電過程。當(dāng)開關(guān)斷開時，由于電感的電流保持特性，流經(jīng)電感的電流不會馬上變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時的值變?yōu)?。而原來的電路已斷開，于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(jīng)高于輸入電壓了，升壓完畢。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。如果電感量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續(xù)的電流。如果這個通斷的過程不斷重復(fù)，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。

升降壓電路暫不講解，芯片并不是很便宜電路較為復(fù)雜，封裝好的建議使用。此芯片好多坑。

一、引言

DC-DC升壓電路是一種將直流電壓升高到預(yù)定值的電路，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。隨著科技的發(fā)展，人們對電子設(shè)備的性能要求越來越高，而電源的性能直接影響著電子設(shè)備的整體性能。因此，理解DC-DC升壓電路的工作原理對于電子設(shè)備的設(shè)計和優(yōu)化至關(guān)重要。

二、DC-DC升壓電路的組成

DC-DC升壓電路主要由以下幾個部分組成：輸入電壓、開關(guān)管、儲能元件、升壓變壓器和輸出電壓。輸入電壓是整個電路的能量來源，通常為一個較低的直流電壓。開關(guān)管是控制輸入電壓通斷的關(guān)鍵元件，通過快速開關(guān)實現(xiàn)輸入電壓的高頻脈沖。儲能元件通常采用電感或電容，用于儲存開關(guān)管通斷時產(chǎn)生的能量。升壓變壓器則用于實現(xiàn)電壓的升高，其匝數(shù)比的設(shè)計決定了輸出電壓的大小。輸出電壓是經(jīng)過升壓后的直流電壓，滿足了電子設(shè)備對于高電壓的需求。

三、DC-DC升壓電路的工作原理

DC-DC升壓電路的工作原理主要基于開關(guān)管的快速通斷以及電感的電流保持特性。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入電壓為電感充電，電流線性增加，同時電容向負(fù)載供電。當(dāng)開關(guān)管斷開時，電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，與輸入電壓一起為電容充電，同時向負(fù)載提供能量。由于電感的電流保持特性，使得在開關(guān)管斷開的時間內(nèi)，電路仍然能夠保持電流的連續(xù)性。通過這種方式，DC-DC升壓電路實現(xiàn)了在輸入電壓較低的情況下，輸出較高的直流電壓。

四、DC-DC升壓電路的特點

DC-DC升壓電路具有以下特點：首先，其輸出電壓可以高于或低于輸入電壓，滿足了各種不同的電源需求;其次，由于采用了開關(guān)管的高頻通斷控制，使得整個電路的轉(zhuǎn)換效率較高;最后，通過調(diào)整開關(guān)管和變壓器等元件的參數(shù)，可以實現(xiàn)大范圍的電壓調(diào)節(jié)，具有良好的通用性和靈活性。

五、應(yīng)用場景

DC-DC升壓電路廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域中。例如，在一些低功耗、高性能的電子設(shè)備中，需要使用高電壓進行驅(qū)動，此時就需要使用DC-DC升壓電路將較低的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較高的輸出電壓。此外，在分布式電源系統(tǒng)中，由于各個模塊的輸入電壓可能存在差異，通過使用DC-DC升壓電路，可以實現(xiàn)各個模塊的穩(wěn)定供電。在一些高精度測量儀器中，也經(jīng)常使用DC-DC升壓電路來提供穩(wěn)定的參考電壓。

六、總結(jié)與展望

本文詳細(xì)介紹了DC-DC升壓電路的組成、工作原理以及應(yīng)用場景。通過對其工作原理的深入理解，我們可以更好地設(shè)計和優(yōu)化電子設(shè)備中的電源系統(tǒng)。隨著科技的不斷發(fā)展，未來DC-DC升壓電路的應(yīng)用將更加廣泛，其在性能、穩(wěn)定性、可靠性等方面也將得到進一步優(yōu)化和提高。

DC-DC 升壓電路

從這些計算中，我們可以看到負(fù)載僅僅消耗了 12.5W 的輸入功率，剩余部分 (30 – 12.5 = 17.5 W) 轉(zhuǎn)化為熱量。

照這么來看，其實是有點浪費的，如果觸摸串聯(lián)電阻，會有點熱，這里需要結(jié)合機制來冷卻電路，為了獲得更優(yōu)的解決方案，可以看下面的電路：

DC-DC 升壓電路

開關(guān)斷開時，輸入電壓為 0V，控制在 ON 位置時，輸入電壓為 12V。下圖分別顯示了開關(guān)位置 ON 和 OFF 的等效電路。