開關電路原理

開關升壓電路原理

假定那個開關(三極管或者mos管)已經斷開了很長時間，所有的元件都處于理想狀態(tài)，電容電壓等于輸入電壓。下面要分充電和放電兩個部分來說明這個電路。

充電過程

在充電過程中，開關閉合(三極管導通)，等效電路如圖二，開關(三極管)處用導線代替。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。隨著電感電流增加，電感里儲存了一些能量。

放電過程

如圖，這是當開關斷開(三極管截止)時的等效電路。當開關斷開(三極管截止)時，由于電感的電流保持特性，流經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，此時電壓已經高于輸入電壓了。升壓完畢。

說起來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。如果電容量足夠大，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，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。

一些補充：1 AA電壓低，反激升壓電路制約功率和效率的瓶頸在開關管，整流管，及其他損耗(含電感上)。

1、電感不能用磁體太小的(無法存應有的能量)，線徑太細的(脈沖電流大，會有線損大)。

2、整流管大都用肖特基，大家一樣，無特色，在輸出3.3V時，整流損耗約百分之十。

3、開關管，關鍵在這兒了，放大量要足夠進飽和，導通壓降一定要小，是成功的關鍵?？偣膊乓环?，管子上耗多了就沒電出來了，因此管壓降應選最大電流時不超過0.2--0.3V，單只做不到就多只并聯(lián)。

4、最大電流有多大呢?我們簡單點就算1A吧，其實是不止的。由于效率低會超過1.5A，這是平均值，半周供電時為3A，實際電流波形為0至6A.所以咱建議要用兩只號稱5A實際3A的管子并起來才能勉強對付。

5、現(xiàn)成的芯片都沒有集成上述那么大電流的管子，所以咱建議用土電路就夠對付洋電路了。

開關管導通時，電源經由電感-開關管形成回路，電流在電感中轉化為磁能貯存;開關管關斷時，電感中的磁能轉化為電能在電感端左負右正，此電壓疊加在電源正端，經由二極管-負載形成回路，完成升壓功能。既然如此，提高轉換效率就要從三個方面著手：1.盡可能降低開關管導通時回路的阻抗，使電能盡可能多的轉化為磁能;2.盡可能降低負載回路的阻抗，使磁能盡可能多的轉化為電能，同時回路的損耗最低;3.盡可能降低控制電路的消耗，因為對于轉換來說，控制電路的消耗某種意義上是浪費掉的，不能轉化為負載上的能量。