电感升压电路原理

电感式升压电路

一、DC/DC 升压原理

升压式DC/DC变换器主要用于输出电流较小的场合，只要采用1~2节电池便可获得3~12V工作电压，工作电流可达几十毫安至几百毫安，其转换效率可达70%-80%。

升压式DC/DC变换器的基本工作原理如图所示。电路中的VT为开关管，当脉冲振荡器对双稳态电路置位(即Q 端为1)时，VT导通，电感VT中流过电流并储存能量，直到电感电流在RS上的压降等于比较器设定的闽值电压时，双稳态电路复位，即Q端为0。此时VT截止，电感LT中储存的能量通过一极管VD1供给负载，同时对C进行充电。当负载电压要跌落时，电容C放电，这时输出端可获得高于输大端的稳定电压。输出的电压由分压器R1和R2分压后输入误差放大器，并与基准电压一起去控制脉冲宽度，由此而获得所需要的电压，即V0=VR*(R1/R2+1) 式中:VR ——基准电压。

降压式DC/DC变换器的输出电流较大，多为数百毫安至几安，因此适用于输出电流较大的场合。降压式DC/DC 变换器基本工作原理电路如图所示。VT1为开关管，当VT1导通时，输入电压Vi通过电感L1向负载RL供电，与此同时也向电容C2充电。

在这个过程中，电容C2及电感L1中储存能量。当VT1截止时，由储存在电感L1中的能量继续向RL供电，当输出电压要下降时，电容C2中的能量也向RL放电，维持输出电压不变。二极管VD1为续流二极管，以便构成电路回路。输出的电压Vo经R1和R2组成的分压器分压，把输出电压的信号反馈至控制电路，由控制电路来控制开关管的导通及截止时间，使输出电压保持不变。

DC/DC升压稳压器原理

DC/DC 升压有三种基本工作方式：

一种是电感电流处于连续工作模式，即电感上电流一直有电流；

一种是电感电流处于断续工作模式，即在开关截止末期电感上电流发生断流；

还有一种是电感电流处于临界连续模式，即在开关截止期间电感电流刚好变为“0”时，开关又导通给电感储能。

下面我们将主要介绍连续工作模式及断续工作模式的工作原理。

连续工作模式

当稳压器有一定负载时，电感电流处于连续工作模式。当开关导通时，如图 1所示，电感和电容进行储能，电感电流不能突变，电流线性增加，也给电容C1进行充电。当开关截止时，如图 2所示，负载电流由电感和电容提供，电感电流不能突变，继续给负载输出电流，给负载供电。电流IL 和ID 的电流变化和电容电压变化如图 3所示。当开关管导通时：△IL=Vin*D/L1；当开关管截止时：△IL=Vout*(1-D)/L1;根据以上两个式子得出：

Vout=Vin/(1-D) （D 为占空比）

开关导通态（Ton ）

开关导通态（Toff ）

断续工作模式

当稳压器处于轻负载或无负载时，电感电流处于连续工作模式波形图如图 4所示。

图 3 DC/DC 升压稳压电感电流连续工作模式波形图

图 4 DC/DC 升压稳压电感电流断续工作模式波形图

二、几款直流升压电路原理及设计

直流升压就是将电池提供的较低的直流电压，提升到需要的电压值，其基本的工作过程都是：高频振荡产生低压脉冲——脉冲变压器升压到预定电压值——脉冲整流获得高压直流电，因此直流升压电路属于DC/DC电路的一种类

型。

在使用电池供电的便携设备中，都是通过直流升压电路获得电路中所需要的高电压，这些设备包括：手机、传呼机等无线通讯设备、照相机中的闪光灯、便携式视频显示装置、电蚊拍等电击设备等等。

一、几种简单的直流升压电路

以下是几种简单的直流升压电路，主要优点：电路简单、低成本；缺点：转换效率较低、电池电压利用率低、输出功率小。这些电路比较适合用在万用电表中，替代高压叠层电池。

二、24V供电ＣＲＴ高压电源

一些照相机ＣＲＴ使用１１．４ｃｍ（４．５英寸）纯平面ＣＲＴ作为显示部件，其高压部件的阳极电压为＋２０ｋＶ，聚焦极电压为＋３．２ｋＶ，加速极电压为＋１０００Ｖ，高压部件供电为直流２４Ｖ。以下电路是为替换维修这些显示器的高压部件而设计（电路选自网络文章，原作者不详）。该电路的设计也可为其他升压电路设计提供参考。

基本原理：ＮＥ５５５构成脉冲发生器，调节电位器ＶＲ２可使之产生频率为２０ｋＨｚ左右的脉冲，电位器ＶＲ１调脉宽。ＴＲ１为推动级，脉冲变压器Ｔ１采用反极性激励，即ＴＲ１导通时ＴＲ２截止，ＴＲ１截止时ＴＲ２导通，Ｄ３、Ｃ９、ＶＲ３、Ｒ７及Ｄ４、Ｒ６、ＴＲ３组成高压保护电路。ＶＲ２用于调频率，调节ＶＲ２可调整高压大小。

ＶＲ２选用精密可调电阻。Ｔ２可选用彩电行输出变压器变通使用。笔者选用的是东洋ＳＥ－１４３８Ｇ系列３５ｃｍ（１４英寸）彩电的行输出变压器，采用此变压器阳极电压可达２０ｋＶ，再适当选取Ｒ８的阻值使加速极电压为＋１０００Ｖ、Ｒ９的阻值使聚焦极电压为＋３．２ｋＶ即可。整个部件采用铝盒封装，铝壳接地，这样可减少对电路干扰。

一个DC-DC升压电路。Q1、Q2、R1、C2、L1组成一个震荡电路。D1，C3是整流滤波电路，D2、D5、Q3、R2是稳压控制电路，这部分电路可以用一个稳压二极管替代。这个电路负载直接接LED，有点不合理。

我的理解大概是这样的:当大电流给电容C2充电时,R1端电位高,导致Q1 Q2止;当充电电流变小时,Q1 Q2通,电感两端行成很高的反压,同时电容C2通过Q2放电,当电容端电压放到一定值时,电感反压使给电容充电的电流又达到了一定值,使R1端电位高使Q1 Q2截止;反复这样.... 当

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Q1基极上有一电压上升时，会使得C2右端的电压产生一个大的上升，由于电容上的电压不能突变，所以形成正反馈的作用，使得Q1基极电位迅速增大，从而Q1、Q2很快截止。然后就是C2的充电，使得Q1基极的电位下降，于是两个三极管退出截止，进入饱和状态.接下来便是C2的放电了。如此往返。

但是我不是很理解电感L的作用。如果Q1、Q2集电极都是电源VCC的话，好像我上面的推导才正确。