超低输入电压升压电路解决方案.docx
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超低输入电压升压电路解决方案
超低输入电压升压电路解决方案
篇一:
升压电路原理的分析
boost升压电路
XX-06-0916:
18
开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理
theboostconverter,或者叫step-upconverter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。
基本电路图见图一。
假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路
充电过程
在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。
这时,输入电压流过电感。
二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。
随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。
放电过程
如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。
当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。
而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。
升压完毕。
说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。
充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。
如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。
如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。
一些补充
1AA电压低,反激升压电路制约功率和效率的瓶颈在开关管,整流管,及其他损耗(含电感上).
1.电感不能用磁体太小的(无法存应有的能量),线径太细的(脉冲电流大,会有线损大).
2整流管大都用肖特基,大家一样,无特色,在输出时,整流损耗约百分之十.
3开关管,关键在这儿了,放大量要足够进饱和,导通压降一定要小,是成功的关键.总共才一伏,管子上耗多了就没电出来了,因些管压降应选最大电流时不超过,单只做不到就多只并联.......
4最大电流有多大呢?
我们简单点就算1A吧,其实是不止的.由于效率低会超过,这是平均值,半周供电时为3A,实际电流波形为0至6A.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付.5现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子,所以咱建议用土电路就够对付洋电路了.
以上是书本上没有直说的知识,但与书本知识可对照印证.
开关管导通时,电源经由电感-开关管形成回路,电流在电感中转化为磁能贮存;开关管关断时,电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正,此电压叠加在电源正端,经由二极管-负载形成回路,完成升压功能。
既然如此,提高转换效率就要从三个方面着手:
1.尽可能降低开关管导通时回路的阻抗,使电能尽可能多的转化为磁能;2.尽可能降低负载回路的阻抗,使磁能尽可能多的转化为电能,同时回路的损耗最低;3.尽可能降低控制电路的消耗,因为对于转换来说,控制电路的消耗某种意义上是浪费掉的,不能转化为负载上的能量。
篇二:
5种升压电路xx
一.单管不隔离DC-DC变换器
变换器
条件:
开关器件使用的是全控型器件。
L1,C1的值都很大。
原件数量:
1电感,1功率开关,1功率二极管,1大电容输入:
12V-24V
1
U?
E?
E
输出为:
0
?
1?
?
特点:
输入电压>输出电压,输入电流连续。
占空比必须小于1.Q1导通时电感能量为
1
EIton,Q1截止时电感释放能量为(U0?
E)I1toff
toff?
ttoff
on
,当
工作于稳态时,电感在一个周期内积蓄能量和释放能量相等。
即
U0?
(U0?
E)It1off?
EIton1。
化简为
T
E?
E,由于
toff
T
?
?
1,输出电压高于电源电压,故也为升压斩波电路。
toff
ton
?
?
T
表示,
Ttoff
为升压比,用
?
U?
表示占空比。
则0
1
?
E?
1
E。
1?
?
如果忽略电路中的消耗,则电路中有电源提供的能量仅由负载消耗,则输出电流平均值
Uo1EIo?
?
,电源电流I1?
UoIo?
12E。
R?
RR?
R
输入电流连续。
变换器
原件数量:
1电感,1功率开关,1功率二极管,1大电容输入:
12V-24V
tonton?
U?
E?
E?
E
输出为:
0
toffT?
ton1?
?
特点:
输入电压大于或小于输出电压,输入电流断续。
输出电压极性与输出电压极性相反。
.
稳态时,一个周期T内电感两端电压对时间积分为零,即
?
T
uLdt?
0。
Q4处于通态
,则输出电压
时,UL?
E,当Q4处于断态时,UL?
?
U0,于是为:
Eton?
U0toff
tonton?
U0?
E?
E?
E。
改变导通比?
,则输出电压既可以比输
toffT?
ton1?
?
入电压高,也可以比输入电压低。
当0 变换器
原件数量:
2电感,1功率开关,1功率二极管,2大电容输入:
12V-24V
tonton?
U?
E?
E?
E
输出为:
0
toffT?
ton1?
?
特点:
输入电压大于或小于输出电压,输入电流连续,输出电压极性与输入电压极性相反。
当开关处于通态时,V2-L3-Q5回路和Q5-C5-L6-C4回路分别有电流流过。
当开关处于断态时,V2-L3-C4-D4回路和D4-C5-L6回路分别有电流流过。
输出电压极性与电源相反。
电路稳态时,电容C4的电流在一个周期内的平均值为零。
即
?
T
0c
idt?
0,可得:
I2ton?
I1toff
toffT
I1toffT?
ton1?
?
?
?
?
,可得:
I2tonton?
,当电容足够大,开
关通态时,Ub=0,Ua=--Uc。
当开关断态时,Ub=Uc,Ua=0。
B点电压平均值为
Ub?
Uc,由于电感L3上电压平均值为0,因此E?
Ub?
toffT
Uc。
ton
U?
?
Uc,且电感L6上的电压平均值为0,则:
另一方面,a点电压平均值为a
T
tonton?
U0?
E?
E?
E。
toffT?
ton1?
?
Cuk斩波电路有个明显优点,就是输入电源电流都和输出负载电流都是连续的,且脉动小,
有利于对输入输出滤波。
4.Zeta变换器
原件数量:
2电感,1功率开关,1功率二极管,2大电容
输入:
12V-24V
tonton?
U?
E?
E?
E
输出为:
0
toffT?
ton1?
?
特点:
输入电压大于或小于输出电压,输入电流断续,输出电压极性与输入电压极性相同。
Zeta斩波电路也称双Sepic斩波电路,其基本工作原理是:
在V处于通态期间,电源E经开关V向电感L1贮能。
同时,E和C1共同向负载R供电,并向C2充电。
待V关断后,L1经VD向C1冲电,其贮存的能量转移至C1。
同时,C2向负载供电,L2的电流则经VD续流。
Zeta斩波电路的输入输出关系为:
?
Uo?
E
1?
?
5.Sepic变换器
原件数量:
2电感,1功率开关,1功率二极管,2大电容输入:
12V-24V
tonton?
U?
E?
E?
E
输出为:
0
toffT?
ton1?
?
特点:
输入电压大于或小于输出电压,输入电流连续,输出电压极性与输入电压极性相同。
Sepic斩波电路的基本工作原理是:
当V处于通态时,E—L1—V回路和C1—V—L2回路同时导电,L1和L2贮能。
V处于断态时,E—L1—C1—VD—负载(C2和R)回路及L2—VD—负载回路同时导电,此阶段E和L1既向负载供电,同时也向C1充电,C1贮存的能量在V处于通态时向L2转移。
Sepic斩波电路的输入输出关系由下式给出:
tonton?
Uo?
E?
E?
E
toffT?
ton1?
?
两种电路相比,具有相同的输入输出关系。
Sepic电路中,电源电流和负载电流均连续,有利于输入、输出滤波,反之,Zeta电路的输入、输出电流均是断续的。
另外,与前一小节所述的两种电路相比,这里的两种电路输出电压为正极性的,且输入输出关系相同。
二.隔离型变换器
1.隔离型buck变换器---单端正激式DC-DC变换电路
2.隔离型buck-boost变换器---单端反激式(Flyback)变换电路
篇三:
升压电路原理
BOOST升压电路原理
Boost升压电路,开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理TheBoostConverter,或者叫step-upconverter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。
基本电路图见图一。
假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路:
充电过程
在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。
这时,输入电压流过电感。
二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小随着电感有关电流增加,电感里储存了一些能量。
放电过程:
如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。
当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。
而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。
升压完毕。
说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。
充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。
如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。
如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压。
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- 输入 电压 升压 电路 解决方案