boost升壓電路

boost升壓電路

開關直流升壓電路
theboostconverter,或者叫step-upconverter,是一種開關直流升壓電路,它可以是輸出電壓比輸入電壓高。在充電過程中,開關閉合(三極管導通),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。随着電感電流增加,電感裡儲存了一些能量。Boost電路是一種開關直流升壓電路,它能夠使輸出電壓高于輸入電壓。在電子電路設計當中算是一種較為常見的電路設計方式。[1]
    中文名:升壓斬波電路 外文名:Boost Chopper 别名:Boost 變換器 别名外文名:Boost Converter

電路圖

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态,電容電壓等于輸入電壓。

分析升壓斬波電路工作原理時,首先假設電路中電感L值很大,電容C值也很大。當可控開關V處于通态時,電源E向電感L充電,充電電流基本恒定為I,同時電容C上的電壓向負載供電。因為C值很大,基本能保持輸出電壓u為恒值,記為U。設V處于通态的時間為t,當V處于斷态時E和L共同向電容C充電并向負載提供能量。設V處于關斷的時間為t,則在此期間電感L釋放的能量為(U-E)It。當電路工作于穩态時,一個周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等。

下面要分充電和放電兩個部分來說明這個電路

充放電

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。随着電感電流增加,電感裡儲存了一些能量。

放電過程如圖三,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為0,而是緩慢的由充電完畢時的值變為0。而原來的電路已斷開,于是電感隻能通過新電路放電,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。

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,那麼在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續的電流。

如果這個通斷的過程不斷重複。就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。

一些補充

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.總共才一伏,管子上耗多了就沒電出來了,因些管壓降應選最大電流時不超過0.2--0.3V,單隻做不到就多隻并聯.......

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.所以咱建議要用兩隻号稱5A實際3A的管子并起來才能勉強對付.

5現成的芯片都沒有集成上述那麼大電流的管子,所以咱建議用土電路就夠對付洋電路了.

以上是書本上沒有直說的知識,但與書本知識可對照印證.

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着手: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。

在高級PC用CPU上自帶的升壓電路

這是一種集合在高級PC用CPU上的超頻升壓電路,在核心滿載時,系統會自動提高頻率,但是會增大用電量,較小的電壓無法驅動,所以升壓電路自動調整芯片組總線給予CPU的核心電壓,以增強穩定性。這種電路一般在高等級的CPU上使用,代表作是inteli系列的睿頻加速系統(TurboBoost)

應用促使螺線管可靠工作

螺線管在通電時的耗電要遠高于維持電樞吸合所需要的電流。此外,由于線圈要消耗能量,螺線管的溫度會上升,增加了其直流電阻,因此,所施加的電壓也必須提高,才能确保可靠的吸合。本設計實例在接通螺線管時沒有采用提高電源電壓和電流量的方法,而是給出了一種基于瞬時升壓的新穎變通方法。

升壓電路從螺線管現有的電源上取電。當螺線管接通時,升壓電路激活,将一隻電容充電至兩倍電源電壓。電容充電後(大約470ms),被連接到螺線管上。充電後的電容提供了更多的能量,增加了使螺線管工作的額定電源。電路可在低電源電壓和高溫條件下使螺線管可靠地工作。螺線管接通後,升壓電路就保持在等待模式。

圖1中的電路設計用于驅動一隻額定直流電壓為12V,額定電流為0.8A的螺線管。用于螺線管工作的12V電源亦為升壓電路供電。在已加電但控制信号升高(即開關S1打開)以前,IC1的輸出Q(第一單穩觸發器,第6腳)為低。它使555定時器IC2保持為禁用狀态。注意第6腳亦接回第4腳,構成一個不可重複觸發的單穩觸發器。第二個單穩觸發器的Q輸出此時也為低。

開關S1閉合使晶體管Q1導通,将螺線管線圈的低端拉至地,第一個單穩觸發器的觸發輸入端(IC1,第5腳)被施加了一個下降的邏輯信号。IC1的Q輸出端升高470ms,使能IC2。IC2在其輸出端(第3腳)産生一個方波,C8通過倍壓元件(C7、D5和D4)而充電至約24V直流。

當第一個單穩觸發器超時,Q(第7腳)變為高以後,它通過第12腳輸入觸發第二個單穩觸發器。這個觸發器(亦接成非重複觸發式)在其Q輸出端(第10腳)産生一個約100ms的上升脈沖。這個脈沖使Q3和Q2導通,從而在螺線管線圈的高端加上24V直流。随着C8的放電,24V逐漸降低為12V直流,即螺線管的穩态電壓,D3為螺線管提供穩态電壓。圖2給出了電壓波形。

要關閉螺線管時,斷開S1去掉控制信号。這個動作使晶體管Q1關斷,但不影響單穩電路。

如果應用中有多隻螺線管要順序動作,這個電路略做修改就可以使用。另外,電路也很容易修改為适合于非12V直流螺線管工作電壓的情況。

相關詞條

相關搜索

其它詞條