升壓降壓電源電路工作原理

boost升壓電路工作原理boost升壓電路是一種開關(guān)直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高。基本電路圖見圖一：假定那個(gè)開關(guān)（三極管或者mos管）已經(jīng)斷開了很長(zhǎng)時(shí)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(gè)部分來說明這個(gè)電路充電過程放電過程如圖，這是當(dāng)開關(guān)斷開（三極管截止）時(shí)的等效電路。當(dāng)開關(guān)斷開（三極管截止）時(shí)，由于電感的電流保持特性，流經(jīng)電感的電流不會(huì)馬上變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時(shí)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(shí)電壓已經(jīng)高于輸入電壓了。升壓完畢。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(gè)持續(xù)的電流。如果這個(gè)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。一些補(bǔ)充1AA電壓低,反激升壓電路制約功率和效率的瓶頸在開關(guān)管,整流管,及其他損耗1.電感不能用磁體太小的(無法存應(yīng)有的能量),線徑太細(xì)的(脈沖電流大,會(huì)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(shí),整流損耗約百分之十.3開關(guān)管,關(guān)鍵在這兒了,放大量要足夠進(jìn)飽和,導(dǎo)通壓降一定要小,是成功的關(guān)鍵.總共才一伏,管子上耗多了就沒電出來了,因些管壓降應(yīng)選最大電流時(shí)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(jiǎn)單點(diǎn)就算1A吧,其實(shí)是不止的.由于效率低會(huì)超過1.5A,這是平均值,半周供電時(shí)為3A,實(shí)際電流波形為0至6A.所以咱建議要用兩只號(hào)稱5A實(shí)際3A的管子并起來才能勉強(qiáng)對(duì)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?qū)Ω堆箅娐妨?以上是書本上沒有直說的知識(shí),但與書本知識(shí)可對(duì)照印證.開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源經(jīng)由電感-開關(guān)管形成回路，電流在電感中轉(zhuǎn)化為磁能貯存；開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感中的磁能轉(zhuǎn)化為電能在電感端左負(fù)右正，此電壓疊加在電源正端，經(jīng)由二極管-對(duì)于轉(zhuǎn)換來說，控制電路的消耗某種意義上是浪費(fèi)掉的，不能轉(zhuǎn)化為負(fù)載上的能量。具體計(jì)算穩(wěn)定工作時(shí)，每個(gè)開關(guān)周期，導(dǎo)通期間電感電流的增加等于關(guān)斷期間電感電流的減少，即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有2：電感量先求每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電感初始電流等于輸出電流時(shí)的對(duì)應(yīng)電感的電感量當(dāng)電感的電感量小于此值Lx時(shí)，輸出紋波隨電感量的增加變化較明顯，當(dāng)電感的電感量大于此值Lx時(shí)，輸出紋波隨電感量的增加幾乎不再變小，由于增加電感量可以減小磁滯損耗，另外考慮輸入波動(dòng)等其他方面影響取L=60uH，I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2=Io/(1-don)+(1/2)*deltaI，此例中輸出電容選擇位陶瓷電容，故ESR可以忽略C=Io*don/(f*Vpp),參數(shù)帶入，C=99.5uF，3個(gè)33uF/25V陶瓷電容并聯(lián)查找磁環(huán)手冊(cè)選擇對(duì)應(yīng)峰值電流I2=1.92A時(shí)磁環(huán)不飽和的適合磁環(huán)按此電流有效值及工作頻率選擇線徑兩種降壓升壓電路原理圖壓降壓拓?fù)鋭t具有接地參考的電流偵測(cè)及位準(zhǔn)移位閘極驅(qū)動(dòng)。如果控制IC與負(fù)輸出有關(guān)，制IC，即可直接測(cè)量輸出電流，也可以直接驅(qū)動(dòng)MOSFET。CIN：10μF，CL：10μF，L=4.7μH（NR3015T-4R7MTopr=25℃10mV～40mV的紋波大小為目標(biāo)，升壓紋波與ESR成正比，與電容值成反比。以下是測(cè)試電路壓有時(shí)可考慮多種組合。此時(shí)選擇RFB1+RFB2=150kΩ~500kΩ比較妥當(dāng)。？？電容降壓的工作原理并不復(fù)雜。他的工作原理是利用電容在一定的交流信號(hào)頻率下產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當(dāng)220V的交流電壓加在電容器的兩端，則流過電容的最大電流約為70mA。雖然流過電容的電流有70mA，但在電容器上并不產(chǎn)生功耗，應(yīng)為如果電容是一個(gè)理想電容，則流過電容的電流為虛部電流，它所作的功為無功功率。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們?nèi)绻谝粋€(gè)1uF的電容器上再串聯(lián)一個(gè)阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性元件的特性。例如，我們將一個(gè)110V/8W的燈泡與一個(gè)1uF的電容串聯(lián)，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點(diǎn)亮，發(fā)出正常的亮度而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?10V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產(chǎn)生的限流特性相吻合。同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯(lián)接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會(huì)被點(diǎn)亮，而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此，電容降壓實(shí)際上是利用容抗限流。而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端采用電容降壓時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當(dāng)?shù)碾娙?，而不是依?jù)負(fù)載2限流電容必須采用無極性電容，絕對(duì)不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容。3電容降壓不能用于大功率條件，因?yàn)椴话踩?同樣，電容降壓不適合容性和感性負(fù)載。6當(dāng)需要直流工作時(shí)，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流。而且要滿足以上是電容降壓工作原理的簡(jiǎn)單介紹。前些日子我曾再次提出一個(gè)問題，就是只用電阻和電容可以組成什么電路，進(jìn)一步講只用一個(gè)電阻和一個(gè)電容可以組成什么電路。此篇可以是一個(gè)回答，有興趣的可以再想一想還能組成什么電路。其實(shí)電阻、電容和電感作為電子電路的基本元件，熟知它們的特性并靈活地應(yīng)用它。采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路﹐由于其具有體積小﹑成本低﹑電流相對(duì)恒定等優(yōu)點(diǎn)﹐也常應(yīng)用于LED的驅(qū)動(dòng)電路中。圖一為一個(gè)實(shí)際的采用電容降壓的LED驅(qū)動(dòng)電路﹕請(qǐng)注意﹐大部分應(yīng)用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管﹐建議連接上﹐因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間(如雷電﹑大用電設(shè)備起動(dòng)等)有效地將突變電流泄放﹐從而保護(hù)二級(jí)關(guān)和其它晶體管﹐它們的響應(yīng)時(shí)間一般在微毫秒C表示降壓電容的其中電容的單位為uF﹐電流的單位為mA下表為在220V﹑50Hz的交流電路中﹐理論電流與實(shí)際測(cè)量電流的比較電阻R1為泄放電阻﹐其作用為﹕當(dāng)正弦波在最大峰值時(shí)刻被切斷時(shí)﹐電容C1上的殘存電荷無法釋放﹐會(huì)長(zhǎng)久存在﹐在維修時(shí)如果人體接觸到C1的金屬部分﹐有強(qiáng)烈的觸電可能﹐而電阻R1的存在﹐能將殘存的電荷泄放掉﹐從而保證人﹑機(jī)安全。泄放電阻的阻值與電容的大小有關(guān)﹐一般電容的容量越大﹐殘存的電荷就越多﹐泄放電阻就阻值就要選小些。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表﹐供設(shè)計(jì)時(shí)參考﹕D1~D4的作用是整流﹐其作用是將交流電整流為脈動(dòng)直流電壓。C2﹑C3的作用為濾波﹐其作用是將整流后的脈動(dòng)直流電壓濾波成平穩(wěn)直流電壓壓敏電阻(或瞬變電壓抑制晶體管)的作用是將輸入電源中瞬間的脈沖高壓電壓對(duì)地泄放掉﹐從而保護(hù)LED不被瞬間高壓擊穿。LED串聯(lián)的數(shù)量視其正向?qū)妷?Vf)而定﹐在220VAC電路中﹐最多可以達(dá)到組件選擇﹕電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值﹐在220V,50Hz的交流電路中時(shí)﹐可以選擇耐壓為400伏以上的滌綸電容或紙介質(zhì)電容。D1