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开关电源学习之Boost电路

如果我们需要给一个输入电压为5V的芯片供电,而我们只有一个3.3V的电源,那怎么办?

我们能不能把3.3V的电压升到5V?

一、电感的简介

而在升压的电路设计方案中,使用到一个重要的元器件:电感。

电感的特性:u=L\frac{di}{dt},说人话就是:流过电感的电流不会突变,即阻碍电流的突变,且具有短暂储能的特性。电感本质上也是导线,只是把导线绕成相互平行的模样。

法拉第电磁感应定律:由于电流通过导线,会产生磁场。

右手螺旋定则:由于电流通过旋转的导线,用拇指朝电流方向,四指的方向即为磁场的方向,在磁场当中,垂直切割磁感线,会产生电流,用右手定则,磁感线发送方向穿过手心,拇指指向切割方向,四指指向即为电流的方向。

观察图1,在开关闭合的瞬间,导线周围产生的感应磁场不断由内向外扩散,相当于与导线平行的导线相当于切割磁感线,由右手定则得到,会产生相反方向的电流,而这个电流是由感应磁场产生的,称为感应电流。

图1.通电导线与平行导线

总结:由于电流通过旋转的导线产生磁场,磁场导致相邻平行的导向产生相反的电流,去阻碍电流的突变,整个过程都是由电感产生,所以称之为“自感”。

二、boost电路

工作原理:

当开关管闭合时,电流 Is 流过电感线圈L,在电感线圈未饱和前,电流线性增加,电能以磁能形式储在电感线圈L中,(由上文对电感的分析得)电压极性为左正右负。此时电容C放电,R上流过电流I_{0},R两端为输出电压V_{0},极性上正下负。由于开关管导通,二极管阳极接V_{s}负极,二极管承受反向电压,处于截止状态。等效电路如图2所示。

图2.开关闭合时的等效电路

当开关管断开时,由于电路中的阻值增大,电流会突然变小,线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性(左负右正),以保持其电流不变。线圈磁场L磁能转化成的电压V_{L}与电源V_{s}申联,以高于Vo电压向电容C、负载R供电。高于Vo时,电容有充电电流;等于Vo时,充电电流为零;当Vo有降低趋势时,电容向负载R放电,维持Vo不变。等效电路如图3所示。

图3.开关断开时的等效电路 

在boost电路中,电源电压V_{s}与电感的电压V_{L}共同给负载供电。

http://www.lryc.cn/news/299048.html

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