dc-dc升壓電路,dcdc升壓電路圖工作原理-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-11-25
DC-DC升壓電路是一種電路類型，主要用于將較低的直流電壓轉(zhuǎn)換為較高的直流電壓。DC-DC升壓電路主要是增加電源的電壓。這種電路在電源管理、電池供電設(shè)備以及其他需要電壓調(diào)節(jié)的場(chǎng)合中非常常見。
Boost升壓電路工作原理
升壓電路（也稱為自舉電路或boost電路）的工作原理主要基于電感和電容的特性，以及開關(guān)元件（如MOS管）的控制。其作用是將低電壓的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成高電壓的輸出信號(hào)。
如下圖所示：
在MOS管導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓為電感充電，電流在電感中線性增加。此時(shí)，電感儲(chǔ)存能量，而負(fù)載由電容供電。當(dāng)MOS管關(guān)閉時(shí)，電感的電流保持不變（由于電感的電流保持特性），這時(shí)電感釋放儲(chǔ)存的能量，與輸入電壓一起為電容充電，并向負(fù)載提供能量。這樣，輸出電壓可以高于輸入電壓，實(shí)現(xiàn)升壓效果。
在這個(gè)過程中，開關(guān)管的開關(guān)頻率、占空比以及變壓器的匝數(shù)比等參數(shù)，都會(huì)對(duì)輸出電壓的大小和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，在設(shè)計(jì)DC-DC升壓電路時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的參數(shù)，并進(jìn)行精確的調(diào)整和優(yōu)化。
關(guān)鍵組件
開關(guān)管：開關(guān)管是DC-DC升壓電路中的核心元件，其性能直接影響到電路的輸出電壓和效率。常用的開關(guān)管包括MOSFET、IGBT等，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的類型。
電感/變壓器：變壓器用于將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻脈沖電壓，是實(shí)現(xiàn)升壓功能的關(guān)鍵部件。在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，需要考慮其匝數(shù)比、磁芯材料以及繞線方式等因素。
整流器和濾波器：整流器用于將高頻脈沖電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，而濾波器則用于去除直流電壓中的紋波，使其更加穩(wěn)定。常用的是整流二極管。
下面構(gòu)建一個(gè) 1.5V 至 5V DC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器，構(gòu)建 DC-DC 升壓 電路所需要的組件：
1.5V 直流電源
180uH 電感一個(gè)
1個(gè)1N3491 二極管
1個(gè)33uF 電容
一個(gè) 150 Ω 電阻
一個(gè) MOSFET或JFET 開關(guān)晶體管
PWM 源，如Arduino Uno或555 定時(shí)器，可生成 50KHz、5V、75% 占空比
DC-DC升壓電路原理圖
如上圖所示是一種穩(wěn)壓型直流升壓電路。該電路可將一節(jié)1.5V的電池升壓至9V，用來取代9V疊層電池使用。電路空載輸入電流低于1.2mA，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)60%。該電路由振蕩電路和穩(wěn)壓電路構(gòu)成，其中VT1、VT2、C2組成振蕩器，色碼電感L為儲(chǔ)能電感，VD2為整流二極管，C3為輸出濾波電容，VT3、VD1、VD3及R2為穩(wěn)定輸出電壓的穩(wěn)壓電路。輸出電壓約等于VD3的穩(wěn)壓值。
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