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Boost變換器的結(jié)構(gòu)及工作原理

CHANBAEK ? 來源:頭條號電源小菜雞 ? 作者:頭條號電源小菜雞 ? 2023-03-16 11:20 ? 次閱讀

假如你現(xiàn)在手里面有一個3.3V的電源,但你的設(shè)備需要一個12v的電源才能工作,那你該如何解決這個問題呢?下面介紹的這個升壓電路可以解決這個問題。

poYBAGQSiuSAbZH5AAJQYubwGyY581.jpg

圖1為升壓變換器的原理圖

升壓變化器同降壓變化器一樣,也是由一個二極管、一個開關(guān)管、一個電感組成的,主要和降壓變化器的區(qū)別就是三者的位置不一樣,boost變化器的電感是連接輸入端,開關(guān)管接地、二極管連接輸出端。

下面介紹一下boost電路的工作原理

pYYBAGQSiueAFCISAAdiz-gm9u0180.jpg

圖2是一個周期內(nèi)各個期間器件上的電流波形

poYBAGQSiumAZazRAAJeuNgA_uI383.jpg

圖3是boost變化器開通時的等效電路

1,當開關(guān)管導(dǎo)通時,開關(guān)管相當于對地短路,輸入電壓Uin直接加到電感上,電感L開始儲存能量,電感上的電壓為Uin,電壓方向為左正右負,電感電流為ILin+Uin/L,由于此時二極管的左側(cè)相當于是接地的,所以二極管D為截止狀態(tài)。輸出電容為負載RL供電。等效電路圖如上圖3所示。

pYYBAGQSiuuAC_v0AAMNXeGE1sA654.jpg

圖4為開關(guān)管關(guān)斷時的等效電路

2,當開關(guān)管關(guān)斷時,電感電流不能發(fā)生突變,需要維持原來的狀態(tài),電感電壓變成左負右正,此時二極管開始開通,電感上的能量開始釋放給輸出電容充電和負載供電,電感電流開始下降,加在電感兩端的電壓值為Uo-Uin。等效電路圖為圖4所示。

為什么此拓撲會有升壓功能呢?

結(jié)合上述1,2,兩條,在一個開關(guān)周期內(nèi),根據(jù)電感伏秒平衡原理可得:Uin*Ton=(Uo- Uin)*Toff,把Ton=D*T和Toff=(1-D)*T帶入可得Uin*D=(Uo-Uin)*(1-D)。最后化簡可得Uo=Uin/(1-D)

由于占空比D是在0-1之間變化,所以根據(jù)上式可知輸出電壓要永遠大于輸入電壓,所以此拓撲為升壓結(jié)構(gòu)。

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