本文介紹電感式DC-DC的升壓器原理,屬于基礎性質(zhì),適合那些對電感特性不了解,但同時(shí)又對升壓電路感興趣的同學(xué)。
想要充分理解電感式升壓原理,就必須知道電感的特性,包括電磁轉換與磁儲能。
我們先來(lái)觀(guān)察下面的圖:

這個(gè)圖是電池對一個(gè)電感(線(xiàn)圈)通電,電感有一個(gè)特性---電磁轉換,電可以變成磁,磁也可以變回電。當通電瞬間,電會(huì )變?yōu)榇挪⒁源诺男问絻Υ嬖陔姼袃。而斷電瞬磁?huì )變成電,從電感中釋放出來(lái)。
然而問(wèn)題來(lái)了,斷電后,回路已經(jīng)斷開(kāi),電流無(wú)處可以,磁如何轉換成電流呢?很簡(jiǎn)單,電感兩端會(huì )出現高壓,如果電感線(xiàn)圈的自感系數很大,那么自感電動(dòng)勢就會(huì )很大,在很大的電勢差之間的空隙,會(huì )產(chǎn)生很強的電場(chǎng),甚至會(huì )擊穿空氣,發(fā)生放電現象。附近若有人,會(huì )對其造成一定危險,如果附近有易燃物質(zhì),就有發(fā)生著(zhù)火的危險。
這樣,我們也理解了電感的第二個(gè)特性----升壓特性。當回路斷開(kāi)時(shí),電感內的能量會(huì )以高電壓的形式變換回電。
現在對以上的內容作一下小結:
下面是正壓發(fā)生器,你不停地扳動(dòng)開(kāi)關(guān),從圖中節點(diǎn)處可以得到無(wú)窮高的正電壓。電壓到底升到多高,取決于你在二極管的另一端接了什么東西讓電流有處可去。如果什么也不接,電流就無(wú)處可去,于是電壓會(huì )升到足夠高,將開(kāi)關(guān)擊穿,能量以熱的形式消耗掉。

然后是負壓發(fā)生器,你不停地扳動(dòng)開(kāi)關(guān),從圖中節點(diǎn)處可以得到無(wú)窮高的負電壓。

上面說(shuō)的都是理論,現在來(lái)點(diǎn)實(shí)際的電路,看看DC-DC升壓電路的系統到底是什么樣子。

你可以清楚看到演變,電路中把開(kāi)關(guān)換成了三極管,用固定頻率的方波控制三極管的開(kāi)關(guān)就能實(shí)現升壓。不要小看這兩個(gè)圖,事實(shí)上,所有開(kāi)關(guān)電源都是由這兩個(gè)圖組合變換而來(lái)的。
說(shuō)一下磁飽合問(wèn)題。
我們已經(jīng)知道電感可以?xún)Υ婺芰,將能量以磁?chǎng)方式保存,但能存多少,存滿(mǎn)之后會(huì )發(fā)生什么情況呢?
磁通量,這個(gè)參數表示電感能存多少能量,根據這個(gè)參數你可以算出一個(gè)電感要提供n伏m安電流時(shí)必須工作于多高的頻率下。
存滿(mǎn)之后會(huì )如何?這就是磁飽合的問(wèn)題。飽合之后,電感失去一切電感應有的特性,變成一純電阻,并以熱形式消耗掉能量。 |