升压(自举)电路原理
升压(自举)电路原理
自举电路也叫升压电路，利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。
升压电路原理举个简单的例子：有一个12V的电路，电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压，这个电压怎么弄出来？就是用自举。
通常用一个电容和一个二极管，电容存储电压，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用。
升压电路只是在实践中定的名称，在理论上没有这个概念。
升压电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。
甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半，但在实际的测试中，输出电压远达不到Vcc的一半。
其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。
所以采用升压电路来升压。
开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理the boost converter,或者叫step-up converter，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1.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。
升压电路工作原理
升压电路工作原理升压电路是一种常见的电子电路，它能够将输入电压提升到更高的输出电压。
在各种电子设备中，升压电路都扮演着重要的角色。
本文将介绍升压电路的工作原理，希望能够帮助读者更好地理解这一电路的运作方式。
首先，我们需要了解升压电路的基本组成。
一个简单的升压电路通常包括输入电源、开关管、电感、二极管和输出负载。
当输入电源加在开关管上时，电感会储存电能。
当开关管关闭时，电感中的电能会被释放，从而提供给输出负载。
通过不断地开关管的操作，可以实现输出电压的升压。
接下来，让我们来详细了解升压电路的工作原理。
首先，当输入电源加在开关管上时，开关管导通，电感中的电流开始增加。
在这个过程中，电感储存了一部分电能。
然后，当开关管关闭时，电感中的电流无法立即变为零，导致电感两端产生一个反向电压。
这个反向电压会使二极管导通，使电感中的电能释放到输出负载上，从而实现电压的升压。
在实际应用中，升压电路可以采用不同的拓扑结构，如升压式、反激式、正激式等。
不同的拓扑结构有不同的特点和适用范围，但它们的基本工作原理都是类似的，即通过周期性地储存和释放能量来实现电压的升压。
除了基本的升压电路，还有一些特殊的升压电路，如电容升压电路、多级升压电路等。
这些电路在特定的应用场合中具有特殊的优势，例如在需要提供高电压脉冲的场合下，电容升压电路通常能够提供更好的性能。
总的来说，升压电路是一种非常重要的电子电路，它在各种电子设备中都有着广泛的应用。
通过本文的介绍，相信读者对升压电路的工作原理有了更清晰的认识。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
跟随电压的自举电路
跟随电压的自举电路
跟随电压的自举电路是一种用于提高电压的电路，通常用于甲乙类单电源互补对称电路中。
这种电路利用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而达到升压的效果。
自举电路通常由一个电容和一个二极管组成，电容用于存储电荷，而二极管则防止电流倒灌。
在频率较高的情况下，自举电路的电压等于电路输入的电压加上电容上的电压，从而起到升压的作用。
自举电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。
这种电路在理论上可以使输出电压达到Vcc的一半，但在实际测试中，输出电压远达不到Vcc的一半。
因此，需要一个高于Vcc的电压，这时候就可以采用自举
电路来升压。
常用的自举电路有两种驱动方式：通过驱动IC驱动和通过分立元件驱动。
在驱动IC驱动方式中，自举电路给一只电容器充电，电容器上的电压基于
高端输出晶体管源极电压上下浮动。
而在分立元件驱动方式中，使用三极管、二极管、电阻、电容等分立元件搭建的MOS驱动电路。
总的来说，跟随电压的自举电路是利用电子元件和电路特性实现电压提升的一种方法，它在许多电子设备和系统中都有广泛的应用。
自举升压电路工作原理
自举升压电路工作原理
1.初始状态
在电路刚开始工作时，电容C1没有电荷。
电压源Vin提供输入直流
电压。
2.上升状态
当开关元件（MOSFET）是闭合状态时，电流通过电感L1，并且产生
一个变化的磁场。
由于磁场的变化，电感上的电压（VL1）也会产生变化。
3.开关状态改变
当电感上的电压（VL1）上升到开关元件的门极电压（Vgsth）时，开
关元件将会变成开启状态。
此时，电感L1存储的能量被传递给输出电容
C1，使其电压上升。
4.MOSFET关闭
当电容C1的电压上升到一个足够高的值时，控制引脚将关闭MOSFET
开关元件。
此时，电感L1上的电压（VL1）开始下降。
5.能量转移
当电感L1的电压下降到门极电压以下时，开关元件将会恢复到闭合
状态。
此时，电感上的电流不再改变，而是通过二极管D1进入输出电容
C1
6.返馈
当开关状态改变时，输出电容C1上的电压开始提升。
一旦它的电压上升到一个足够高的值，通过反馈电路将一小部分能量返回到开关元件的驱动端口。
这个反馈电路通常包括一个电阻和一个二极管。
7.重复过程
经过多次循环，输出电容C1的电压将继续上升，直到达到所需的输出电压。
-可以提供高效率的升压，输出电压可以远远高于输入电压。
-由于自举原理，不需要外部电源来驱动开关元件，使得电路设计更简单。
-电路运行稳定，因为它基本上是一个自我驱动的系统。
-可以应用于多种应用场景，如电能质量改善、气体放电等。
总结：。
h桥自举升压电路工作原理
h桥自举升压电路工作原理1. 什么是H桥自举升压电路？先来弄清楚什么是H桥自举升压电路吧！听名字就觉得高大上，实际上，它可不是个让人摸不着头脑的东西。
H桥就是一种电路结构，一般我们用它来控制电机的正反转。
想想咱们家里的电动车，想让它往前冲，得给它个电；想让它掉头，也得给它个电，但这个电该怎么控制呢？这时候，H桥就派上用场了。
自举升压，顾名思义就是“自我提升”的意思。
在电路里，它能把输入电压转变成更高的电压，基本就像把火锅底料加点水，浓稠的火锅底料变成了香浓的火锅汤，各种电压各显神通！。
2. H桥自举升压电路的组成2.1 主要组成部分接下来，我们聊聊这H桥的结构哈。
H桥主要由四个开关元件（比如说晶体管）来组成，形成一个“H”字的形状。
上面一排是两个开关底下再加两个开关，形成一幅美丽的“H”，才这样排列起来，才能正反转哦。
然后，咱们还有驱动电路，能让这四个开关有序地开和关，简直就像乐队指挥一样，指挥一场电流的盛宴。
2.2 自举部分自举部分就神奇了，有个小电容也在这儿忙乎呢！这个电容像个小彬彬，默默在旁边积攒电能，然后在需要的时候，用它的小力量来提升开关的电压。
要知道，开关的voltage（电压）相当关键哦，假如没那么高，开关根本就打不开，像赶上堵车，怎么也开不出去！3. 工作原理3.1 H桥的控制说到操作，H桥真是个聪明的家伙。
工作时，我们可以只让上下排的开关一个一个地打开，造成电流在电机和电源之间流动。
它就像一个安全驾驶员，只要您招手，它就立马反转方向，感觉爽极了！进而让电机跑得带劲，咱电动车成了街头的“速度与激情”。
3.2 自举升压效果自举的魔力在于，它能把输入电压提升到适合开关工作的电压。
例如，就算咱输入的电压只有5V，利用自举电路过后，开关动起来，那电压就能够跑到10V，像喝了特浓咖啡后的状态，神采飞扬！这样一来，电机的效率那可是蹭蹭往上涨，坏到絮叨的电流也会乖乖听话，一切操作变得顺理成章。
升压电路工作原理
升压电路工作原理
升压电路是一种电子电路，其作用是将输入电压提升到更高的电压水平。
以下是升压电路的工作原理：
1. 输入电压: 升压电路的输入电压通常较低，通常是一个直流电源或一个交流电源。
2. 开关元件: 升压电路通常使用开关元件，比如晶体管或功率开关来控制电流的流动。
开关元件具有可以开关的能力，在一个特定的时间间隔内，开关元件将输入电压截断或连接，从而通过控制开关时间来决定输出电压。
3. 储能元件: 升压电路中通常包含一个储能元件，比如电感或电容。
这个储能元件在每个开关周期内储存能量，并在接下来的周期内释放能量。
4. 能量转移: 升压电路通过周期性地将能量从输入电压转移到储能元件，然后再从储能元件转移到输出电路。
通过适当地选择开关元件的开关时间和频率，可以实现输入电压到输出电压的升压。
总之，升压电路的工作原理是通过控制开关元件的导通时间，使得能量从输入电压源转移到储能元件，然后再从储能元件传递到输出电路，从而实现输出电压的升压。
升压电路原理
升压电路原理1.变压器：升压(自举)电路中的变压器是关键组件之一、它由一个或多个线圈绕在铁芯上构成。
输入电压通过变压器的初级线圈，产生电磁感应，同时也在次级线圈中产生电磁感应。
通常情况下，次级线圈的匝数多于初级线圈，使得电压得以升高。
2.整流器：升压(自举)电路中的整流器用于将交流电转换成直流电。
它包括二极管、整流电容器和负载电阻等。
当交流电通过整流器时，正周期的信号会被二极管导通，并通过整流电容器被存储。
负周期的信号则会被二极管阻断。
通过不断累积正周期的信号，整流电容器中的电压逐渐增加。
3.电容器：升压(自举)电路中的电容器用于存储电能。
在整流器中，电容器的电压逐渐增加，直到达到所需的输出电压。
一旦电容器中的电压超过输出电压，电流将流向负载电阻或其他负载。
通过控制充电时间和放电时间，可以实现输出电压的调节。
4.稳压器：升压(自举)电路中的稳压器用于保持输出电压稳定。
它可以是线性稳压器或开关稳压器。
线性稳压器通过调整电流的大小来保持输出电压稳定。
开关稳压器则通过开关操作控制输入电压和输出电压之间的关系。
它使用高频开关来调整输出电压，并利用反馈电路来控制开关的开关频率和时间。
升压(自举)电路的工作原理是通过输入电压经过变压器、整流器、电容器和稳压器等组件，实现将输入电压升高到所需的输出电压。
通过合理设计和调整各组件的参数，可以实现稳定的输出电压。
同时，电路的效率也是一个重要的考虑因素，可以通过最小化能量损失来提高效率。
总结起来，升压(自举)电路利用变压器、整流器、电容器和稳压器等组件来实现将输入电压升高到所需的输出电压。
通过合理设计和调整各组件的参数，可以获得稳定的输出电压。
这种电路在电源、输电线路和变压器等应用中具有重要作用。
自举电路的解析
自举电路解析
通俗讲，你站在凳子上，增加身高的作用，就叫自举作用；广告词说，山高 人为峰，人怎么变高的？就是人站在山头，不就高了吗！这就叫“自举”作 用 ！！！
在电路里，一点的电位，与参考点有关系，可是两点的电位差即电压与参考 点没关系；当电压 U 一定时，如果设法让这个电压 U 的低电位端电位升高 U1， 那么这个电压 U 的高电位端电位也随之升高 UI；这时电压 U 的高电位端对参考 点的电位即电压就是 U + UI，而且这个升高过程，就是电压 U 有关电路自己完 成的，我们叫它自举电路；对于电压 U，它的自举电路，一般与之串联，可以是 电容，也可以是电阻，常以二极管作为导流配合作用实现自举！
自举电路只是在实践中定的名称，在理论上没有这个概念。自举电路主要是 在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。甲乙类单电源互补对称电路在理 论上可以使输出电压 Vo 达到 Vcc 的一半，但在实际的测试中，输出电压远达不 到 Vcc 的一半。其中重要的原因就需要一个高于 Vcc 的电压。所以采用自举电路 来升压。
北京东方信联科技有限公司 | 研发
Created with Print2PDF. To remove this line, buy a license at: /
2 自举电路解析
15V 的驱动电压，这个电压怎么弄出来？就是用自举。通常用一个电容和一个二 极管，电容存储电压，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压 就是电路输入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用。
例如自举电容，一般是充电电压升高 U1，使与之串联的某电路电压升高 U1！ 自举电容，主要应用电容的特性-----电压不能突变，总有一个充电放电的过 程而产生电压自举、电位自举作用的。 自举二极管的作用，是利用其单向导电性完成电位叠加自举，二极管导通时， 电容充电到 U1 ，二极管截止时，电路通过电容放电时 U1 与电路串联叠加自举！ 自举电路通常用在高压驱动的场合中，通常用一个电容和一个二极管，电容 存储电压，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压就是电路输 入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用。 自举电路也叫升压电路，利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件，使 电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数 倍电源电压.举个简单的例子：有一个 12V 的电路，电路中有一个场效应管需要
BOOST升压电路原理简单介绍
BOOST升压电路原理简单介绍
在工作过程中，当开关元件导通时，电感中储存了一部分电能，在此
期间电感磁场逐渐建立，并将电流储存在电感器中。
而当开关元件截断时，电感中的磁场会崩溃，崩溃时电感产生了高电压，这使得电流继续流动。
具体来说，BOOST升压电路的工作过程如下：
1.当开关元件导通时，电压源的正极接到电感，负极接地。
此时，输
入电压通过开关元件和电感形成一个电流环路，电感储存电能；
2.当开关元件截断时，电流突然中断，电感中的磁场会崩溃。
由于电
感的特性，崩溃磁场会导致电感两端产生高电压；
3.这时二极管变为导通状态，负责将电感产生的高电压传递到输出电
容上，并将其存储为电荷；
4.上述过程周期性地重复，使得输出电容上的电压不断增加，从而实
现输入电压到输出电压的转换。
5.输出电压的大小可以通过调整开关元件的开关频率、占空比和电感
和电容的参数来控制。
1.输出电压可以大于输入电压，实现升压功能；
2.电路结构简单，只需要几个基本元件，便于实现；
3.电路效率高，可以达到90%以上；
4.适用于输出电流要求较小但电压要求较高的应用场景；
5.具有较好的稳定性和可靠性，工作稳定。
总之，BOOST升压电路通过控制开关元件的导通和截断，利用电感的储能和释能特性，将输入电压转换为输出电压。
它具有升压功能、高效、稳定和可靠的特点，在很多电子设备中得到广泛应用。
升压电路的工作原理
升压电路的工作原理
升压电路的工作原理主要是利用电感器和电容器在不同电压下的储能特性，通过开关管的开通和关断控制能量的储存和释放，从而实现升压或降压的效果。
在升压电路中，通常使用电感器作为储能元件，电容器作为滤波元件。
当开关管导通时，输入电压通过电感器加在开关管上，同时电感器储存能量。
当开关管关断时，电感器中的能量通过二极管释放到输出端，此时电容器起到滤波作用，使输出电压更加平滑。
由于电感器的磁芯存在磁饱和现象，随着能量的不断释放，磁芯的磁感应强度逐渐减小，电感值也随之减小。
因此，在开关管开通时，电感器中的电流会逐渐增大，直到达到饱和状态。
当开关管关断时，电感器中的电流会逐渐减小，直到为零。
在这个过程中，由于电容器的作用，输出电压的值大于输入电压。
在开关管的工作周期内，当开关管导通时，输入电压同时对电感器和电容器充电。
当开关管关断时，电感器中的电流逐渐减小，直到为零。
此时，电容器上的电压值等于输出电压。
由于电容器上的电压与输入电压同时存在，因此输出电压的值大于输入电压。
总的来说，升压电路的工作原理是通过控制开关管的开通和关断，以及利用电感器和电容器的储能特性，实现输入电压和输出电压之间的能量转换，从而达到升压的效果。
利用MOSFET管自举升压驱动电路
利用MOSFET管自举升压驱动电路MOS管最显著的特性是开关特性好，所以被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的如开关电源和马达驱动，也有照明调光。
现在的MOS驱动，有几个特别的需求，1，低压应用当使用5V电源，这时候如果使用传统的图腾柱结构，由于三极管的be有0.7V左右的压降，导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。
这时候，我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险。
同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合。
2，宽电压应用输入电压并不是一个固定值，它会随着时间或者其他因素而变动。
这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的。
为了让MOS管在高gate电压下安全，很多MOS管内置了稳压管强行限制gate电压的幅值。
在这种情况下，当提供的驱动电压超过稳压管的电压，就会引起较大的静态功耗。
同时，如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压，就会出现输入电压比较高的时候，MOS管工作良好，而输入电压降低的时候gate电压不足，引起导通不够彻底，从而增加功耗。
3，双电压应用在一些控制电路中，逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压，而功率部分使用12V甚至更高的电压。
两个电压采用共地方式连接。
这就提出一个要求，需要使用一个电路，让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS管，同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题。
在这三种情况下，图腾柱结构无法满足输出要求，而很多现成的MOS驱动IC，似乎也没有包含gate电压限制的结构。
于是我设计了一个相对通用的电路来满足这三种需求。
电路图如下：图1用于NMOS的驱动电路图2用于PMOS的驱动电路这里我只针对NMOS驱动电路做一个简单分析：Vl和Vh分别是低端和高端的电源，两个电压可以是相同的，但是Vl不应该超过Vh。
Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱，用来实现隔离，同时确保两只驱动管Q3和Q4不会同时导通。
R2和R3提供了PWM电压基准，通过改变这个基准，可以让电路工作在PWM信号波形比较陡直的位置。
几分钟搞定自举电路的知识要点
几分钟搞定自举电路的知识要点
自举电路，又称自举升压电路，常用于功率电子电路中，特别是开关电源和马达驱动等领域。
其核心作用是在高侧开关或上桥臂开关导通时，为其提供一个高于电源电压的偏置电压，确保开关能够正常工作。
以下是自举电路的几个关键知识要点：
1.工作原理：当开关处于导通状态时，自举电路通过电容器存储电荷，
这些电荷在开关断开时释放，为开关提供所需的偏置电压。
2.关键组件：
o电容器：用于存储和释放电荷，产生偏置电压。
o二极管：确保电容器在正确的时间充电和放电。
o开关：如MOSFET或IGBT，需要自举电路来驱动。
3.应用场景：常见于需要高侧开关导通的应用，如H桥马达驱动、全
桥整流器等。
4.设计考虑：
o电容器选择：容量要足够大以提供足够的电荷，同时也要考虑其耐压值。
o二极管选择：需要快速恢复特性的二极管，以减少开关损耗。
o偏置电压计算：根据开关的导通压降和所需的工作电压来确定。
5.优势与限制：
o优势：简化了高侧开关的驱动电路，降低了成本。
o限制：电容器的充电和放电速度可能限制开关的频率，且电容器会随时间和使用而老化，需要定期检查和更换。
综上所述，自举电路是一个简单但高效的解决方案，为高侧开关提供所需的偏置电压。
在设计和应用时，需要仔细考虑各个组件的选择和电路的整体布局，以确保其正常工作并满足应用需求。
IR21系列栅极驱动自举升压原理
IR21系列栅极驱动自举升压原理引言：一、自举升压原理概述：自举升压器是一种能够从低电压源中提供所需的高电压的电路。
它的基本原理是利用电容器的充电和放电过程，在合适的时机快速切换电压，实现电压升级。
二、IR21系列栅极驱动器原理：该驱动器的基本原理如下：1.驱动器采用了一个内部集成的升压电路，包括一个充电电容器和一个电压切换电路。
2.当驱动器的输入端连接到12V电源电压时，充电电容器开始充电。
充电电流通过电流限制电阻进行控制，以防止过量充电。
3.一旦充电电容器达到一定电压（比如说10V），切换电路就会将输入电压切换到电容器的正极，这个时候充电电容器开始放电。
4.放电过程中，电压切换电路将电容器的负极接地，通过电感和二极管形成回路，使电容器能够快速放电，产生高电压。
5.驱动器的输出端口连接到MOSFET的栅极，将高电压传递给MOSFET，从而驱动MOSFET。
三、IR21系列栅极驱动器的特点：1.高集成度：IR21系列栅极驱动器采用了集成电路技术，具有高度集成的特点，减小了电路的体积和成本。
2.高电压输出：驱动器能够从低电压源中提供高达100V的电压，满足驱动高压功率晶体管和MOSFET的要求。
3.低功耗：驱动器采用了自举升压技术，能够高效地利用能量，减少功耗。
4.快速响应：驱动器能够快速切换电压，响应时间短，适合高速电路驱动应用。
结论：IR21系列栅极驱动自举升压原理是一种高效、紧凑的驱动器技术，广泛应用于高压功率MOSFET和晶体管驱动电路中。
通过充电和放电过程，该驱动器能够从低电压源中提供所需的高电压，具有高集成度、高电压输出、低功耗和快速响应等特点。
正是因为这些优点，IR21系列栅极驱动器在电子设备中越来越得到了广泛的应用。
自举电路是怎样把电压一步步顶上去的？
自举电路是怎样把电压一步步顶上去的？
本篇文章为你讲解自举电路是怎样把电压一步步顶上去的！
+5V_ALWP电压通过D32的1脚对C710、C722、C715、C719开始充电，充电完毕后电路状态如上图显示（二极管压降忽略不计）。
此时的+15V_ALWP，实际电压为5V。
1.由于电容的两端电压不能突变，此时C715两端的电位为左边5V，右边10V（C715的电压依然是10V-5V=5V），然后电流经过D35的2引脚，对
C719电容充电，充电后C719的电压升到10V。
2.在上述1发生的同时，Y输出的第一次高电平5V也对C710充电。
同样电容两端电压不能突变，所以C710两端的电位为左边5V，右边10V（C710的电压依然是10V-5V=5V）。
然后电流经过D32的2引脚对C732D电容充电（充电前C722的电压为5V），充电后C722的电压升到10V。
此时+15V_ALWP电压为10V。
1.由于电容的两端电压不能突变，此时C715两端的电位为左边0V，右边5V（C715的电压依然是5V-0V=5V，保持5V电压），当C715电压为5V 后，由于C722电压10V＞C715电压5V，C722会对C715充电。
充电后
C715=C722=7.5V。
此时C715电压依然比C719电压低。
是由于D35的2引脚处的二极管反向截止，所以C719不能对C715充电，C719电压保持在
10V。
升压的工作原理
升压的工作原理
升压（Boost）是一种电路或装置，它可以将输入电压转换为输出电压的过程。
这种电路主要由能储存和释放电能的元件（如电感和电容）、开关元件（如晶体管或MOSFET）以及控制电路组成。
升压电路的工作原理可以分为下面几个步骤：
1. 开关元件导通：当输入电压施加到开关元件上时，开关元件导通，并使电感储存电能。
在某些情况下，开关元件可能需要通过控制电路进行触发。
2. 储存电能：电感会储存电能，并将其转换为磁场能。
当开关元件导通时，电感储存的磁场能会逐渐增加。
3. 断开开关元件：一段时间后，开关元件于停止导通，导致电感的磁场能无法继续增加。
4. 释放电能：由于电感的磁场能无法直接改变，电感中的磁场能会产生一种电压，试图将其保持不变。
此时，电感将释放存储的电能，以维持电流的连续性。
同时，开关元件导通之前储存在电感中的能量也会被释放。
5. 提供输出电压：通过控制电路，释放的能量将在输出端口上产生高于输入电压的电压。
通过控制开关元件的频率和占空比，可以控制升压电路的输出
电压。
升压电路被广泛应用于各种领域，例如电力转换、无线通信、高亮度LED驱动等。
自举升压电路原理
自举升压电路
1.定义
自举电路也叫升压电路，是利用二极管，电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使输出电压升高．
2.开关直流升压电路
当开关管导通时，电路等效图如下
此时电路中直流供电端与电感构成回路，电感L为充电过程，二极管阻止电容对地放电，电感L储存能量，时间越长，电感储存能量越多。
当开关管断开时，电路等效回路如下
此时电路构成新的回路，由于电感中能量不能突变，所以电感将储存的能量经过回路释放出来，流经二极管给电容充电，假定二极管压降很小，此时电容充电两端的电压为Vc=VIN+VL，由于开关管不断的周期性开关，电容两端的电压将会高于输入电压VIN，从而达到升压效果。
3.自举升压电路
电路工作如下：IN输入一个PWM方波信号
当IN为高电平时，N1导通，P1截止，N2、N3导通，此时C点电位为低，P2栅极为低电平，P2导通，A点电平为VCC，则P4截止，B点电位为低，与输入IN端反向；
当IN为低电平时，P1导通，C点为VCC高电平，N1、N2、N3管截止，VCC经C1，P3管导通，A点电平为高，V（A）=V（C）+V（C1），P2栅极为高电平，P2截止，P4导通B点电位约为A点电位，所以V（B）=VCC+V（C1）为高电平，与输入IN反向；
因此B点输出为与输入IN相反的PWM方波信号，且B点电位高于VCC。
升压电路的工作原理
【全国高中数学历届(2009-2019)联赛与各省市预赛试题汇编专题16立体几何与空间向量真题汇编与预赛典型例题1．【2019年全国联赛】如图，正方体方体分成体积比为3：1的两部分，则的值为的一个截面经过顶点A，C及棱EF上一点K，且将正.【答案】【解析】设.截面与FG交于J.，解得（舍去）故.2．【2018年全国联赛】设点P到平面的距离为3，点Q在平面上，使得直线PQ与所成角不小于30°且不大于60°，则这样的点Q所构成的区域的面积为【答案】.【解析】设点P在平面上的射影为O.由条件知，.即OQ∈[1，3]，故所求的区域面积为3．2017年全国联赛】在正三棱锥所成角的余弦值为_____________。
【答案】.中,,过AB的平面将其体积平分.则棱与平面【解析】设的中点分別为，则易证平面A BM即为平面由平行四边形的性质知,所以，又直线P C在平面上的射影为直线MK,由得因此，棱P C与平面所成角的余弦值为.故答案为：4．【2016年全国联赛】设P为一圆锥的顶点，A、B、C为其底面圆周上的三点，满足∠ABC=90°，M为AP的中点．若AB=1，AC=2，AP=，则二面角M-BC-A的大小为________.【答案】【解析】由，知AC为底面圆的直径.如图所示，设底面中心为O.于是，平面ABC.故.设H为M在底面上的射影.则H为AO的中点.在底面中作由三垂线定理知.从而，为二面角M-BC-A的平面角.于点K.由，结合得:.故二面角M-BC-A的大小为.5．【2014年全国联赛】四棱锥P-ABCD中，已知侧面是边长为1的正三角形，M、N分别为边AB、BC的中点.则异面直线MN与PC之间的距离为___________.【答案】【解析】如图，设底面对角线AC与BD交于点O，过点C作直线MN的垂线，与MN交于点H.由于PO为底面的垂线，故PO⊥CH.又AC⊥CH，于是，CH与平面POC垂直.从而，CH⊥PC.因此，CH为直线MN与PC的公垂线段.注意到，故异面直线MN与PC之间的距离为..6．【2013年全国联赛】已知正三棱锥【答案】【解析】底面边长为1，高为.则其内切球半径为______.如图，设球心在平面与平面内的射影分别为，边的中点为，内切球半径为.则分别三点共线，，且.故解得..【7．2012年全国联赛】设同底的两个正三棱锥内接于同一个球.若正三棱锥的侧面与底面所成的角为，则正三棱锥的侧面与底面所成角的正切值是______.【答案】4【解析】如图6，联结.则，垂足为正的中心，且过球心.联结并延长与交于点.则为边的中点，且.易知，则分别为正三棱锥.、正三棱锥的侧面与底面所成二面角的平面角.由.故.8．【2011年全国联赛】在四面体中，已知.则四面体的外接球的半径为______.【答案】【解析】易知，为正三角形，且CA=CB.如图，设P、M分别为AB、CD的中点，联结PD、PC.则平面平面PDC.设则可求得的外心为N，四面体ABCD的外接球的球心为O..由题意知.在中，由余弦定理得又因为D、M、O、N四点在以DO为直径的圆上所以故外接球的体积.9．【2010年全国联赛】已知正三棱柱的9条棱长都相等，是边的中点，二面角.则________.【答案】【解析】解法1如图，以所在直线为轴、线段的中点为原点、所在直线为轴建立空间直角坐标系.设正三棱柱的棱长为2.则.故.设分别与平面则由此可设、平面垂直的向量为..所以，，即.因此，解法2.如图.设交于点.则.平面.又，则平面.过点在平面设.易求得在中，又，则上作，垂足为，联结.则为二面角...的平面角.故.1．【2018年浙江】四面体P-ABC，,则该四面体外接球的半径为________.【答案】【解析】将四面体还原到一个长方体中，设该长方体的长、宽、高分别为a，b，c，则，所以四面体外接球的半径为.2．【2018年山西】四面体ABCD中，有一条棱长为3，其余五条棱长皆为2，则其外接球的半径为____.【答案】【解析】解:设BC=3,AB=AC=AD=BD=CD=2,E,F分别是BC,AD的中点，D在面ABC上的射影H应是△ABC的外心，由于DH上的任一点到A,B,C等距，则外接球心O在DH上，因，所以AE=DE,于是ED为AD的中垂线是，顒球心O是DH，EF的交点，且是等腰△EAD的垂心，记球半径为△r，由DOF～△EAF，得.而,所以.3．【2018年福建】如图，在四棱锥P－ABCD中，PA⊥平面ABCD，底面ABCD为正方形，PA=AB.E、F分别为PD、BC的中点，则二面角E－FD－A的正切值为________.【答案】【解析】如图，作EH⊥AD于H，连HF.由PA⊥面ABCD，知P A⊥AD，EH∥P A，EH⊥ABCD.作HG⊥DF于G，连EG，则EG⊥FD，∠EGH为二面角E－FD－A的平面角.∵ABCD为正方形，E、F分别为PD、BC的中点，∴H为AD中点，FH⊥AD.设PA=AB=2，则，FH=2，HD=4，.∴.∴二面角E－FD－A的正切值为.4．【2018年江苏】已知正四面体内切球的半径是1，则该正四面体的体积为________.【答案】【解析】设正四面体的棱长为.则该正四面体的体积为，全面积为，所以从而正四面体的体积为，解得..故答案为：5．【2018年湖南】正方体AC1棱长是1，点E、F是线段DD1，BC1上的动点，则三棱锥E一AA1F体积为___.【答案】【解析】因为F是BC1上的动点，所以在正方体中有，利用等体积转化有.故答案为.6．【2018年重庆】顶点为P的圆锥的轴截面是等腰直角三角形，A是底面圆周上的点，B是底面圆内的点，O为底面圆圆心，AB⊥OB，垂足为B，OH⊥HB，垂足为H，且P A=4，C为PA的中点，则当三棱锥O-HPC 的体积最大时，OB的长为________．【答案】【解析】法一：AB⊥OB，PB⊥AB，AB⊥面POB，面P AB⊥面POB．OH⊥PB，OH⊥面P AB，OH⊥HC，OH⊥PC，又，PC⊥OC，PC⊥面OCH．PC是三棱锥P-OCH的高．PC=OC=2．而△OCH的面积在时取得最大值（斜边=2的直角三角形）．当．时，由，知∠OPB=30°，法二：由C为PA中点，故而记则，，．．∴令，得，.故答案为：7．【2018年广西】如图，在正三棱柱中，AB=2，，D、F分别是棱AB、的中点，E为棱AC上的动点，则△DEF周长的最小值为__________.【【答案】【解析】由正三棱锥可得 底面 ABC ，所以 AB ， AC.在 △Rt ADF 中，.如图①，把底面 ABC 与侧面在同一个平面内展开，展开图中只有当 D 、E 、F 三点在同一条直线上时，DE+EF 取得最小值△.如图②，在 ADF 中， ，由余弦定理可得所以△DEF 周长的最小值为..8． 2018 年安徽】在边长为 1 的长方体切，则小球半径的最大值=___________. 【答案】【解析】内部有一小球，该小球与正方体的对角线段 相当半径最大时，小球与正方体的三个面相切.不妨设小球与过点的三个面相切.以为原点，分别为x、y、z轴正方向，建立空间直角坐标系.设A（0，1，1），（1，0，0），小球圆心P（r，r，r），则P到的距离.再由，得.故答案为：9．【2018年湖南】正方体的余弦值是_____.【答案】【解析】中，E为AB的中点，F为的中点.异面直线EF与所成角设正方体棱长为1，以DA为x轴，DC为y轴，.为z轴建立空间直角坐标系，则故有.所以.故答案为：10．【2018年湖南】在半径为R的球内作内接圆柱，则内接圆柱全面积的最大值是_____.【答案】【解析】设内接圆柱底面半径为那么全面积为，则高位，.其中，等号成立的条件是.故最大值为.【 6 6 7故答案为：11．【2018 年甘肃】已知空间四点满足 ，且是三棱锥【答案】【解析】 的外接球上的一个动点，则点 到平面的最大距离是______．将三棱锥补全为正方体，则两者的外接球相同． 球心就是正方体的中心，记为 ，半径为正方体对角线的一半，即为 ．在正方体里，可求得点 到平面12．【2018 年山东】在正四核锥的距离为 ，则点 到平面中，已知二面角的最大距离是 ．的正弦值为 ，则异面直线所成的角为______．【答案】【解析】如图，设的交点为 上的射影为 ，则 ．又因为因此设在 ，因此即为二面角，则中，，所以的平面角，从而．．，则 ．．由此得，因此 ，解得 ．从而四棱锥各侧面均为正三角形，则异面直线所成的角为 ．13．2018 年天津】半径分别为 6、、、 的四个球两两外切.它们都内切于一个大球，则大球的半径是________【答案】14【解析】设四个球的球心分别为A、B、C、D，则AB=BC=CA=12，DA=DB=DC=13，即A、B、C、D两两连结可构成正三棱锥.设待求的球心为X，半径为r.，则由对称性可知DX平面ABC.也就是说，X在平面ABC上的射影是正三角形ABC的中心O.易知.设OX=x，则由于球A内切于球X，所以AX=r-6即①又DX=OD-OX=11-x，且由球D内切于球X可知DX=r-7于是②从①②两式可解得即大球的半径为14.故答案为：1414．【2018年河南】一个棱长为6的正四面体纸盒内放一个小正四面体，若小正四面体可以在纸盒内任意转动，则小正四面体棱长的最大值为______．【答案】2【解析】因为小正四面体可以在纸盒内任意转动，所以小正四面体的棱长最大时，为大正四面体内切球的内接正四面体．记大正四面体的外接球半径为，小正四面体的外接球（大正四面体的内切球）半径为，易知，故小正四面体棱长的最大值为．15．【2018年河北】已知棱长的正方体内部有一圆柱，此圆柱恰好以直线为轴，则该圆柱体积的最大值为_____.【答案】【解析】由题意知只需考虑圆柱的底面与正方体的表面相切的情况.由图形的对称性可知，圆柱的上底面必与过A点的三个面相切，且切点分别在、AC、上.设线段上的切点为E，圆柱上底面中心为，半径.由，则圆柱的高为，由导数法或均值不等式得.。
IR21系列栅极驱动自举升压原理
IR21系列栅极驱动自举升压原理
如上图是栅极驱动和一个半桥的连接图，C1、VD1分别为自举电容和二极管，C2为VCC的滤波电容。
首先假定自举电容C1已充到足够电压，C1两端电压大约为VCC。
然后开始分析：
1.当HIN为高电平，VM1打开，VM2关闭，C1通过C1上端-VM1-Rg1-S1栅极-S1源极-C1下端回路放电，如果C1上的电压为VCC，那么加到S1的栅极和源极上的电压就为VCC，足够使S1打开。
2.当HIN为低电平，VM2打开，VM1关闭，S1栅极的电荷通过S1栅极-Rg1-VM2-S1源极回路释放，S1关闭。
3.延时一个死区时间。
4.当LIN为高电平，VM3打开，VM4关闭，S2打开。
同时自举电容C1通过VCC-VD1-C1-S2-GND回路充电。
5.然后LIN拉低，VM4打开，VM3关闭，S2关闭，S2的栅极电荷可以通过S2的G极-Rg2-VM4-GND 回路放电。
6.延时一个死区的时间。
下一次循环。
自举升压电路原理
自举升压电路原理自举升压电路的原理图，如图1所示。
所谓的自举升压原理，就是在输入端IN输入一个方波信号，利用电容Cboot将A点电压抬升至高于VDD的电平，这样就可以在B端输出一个与输入信号反相，且高电平高于VDD的方波信号。
具体工作原理如下。
当VIN为高电平时，NMOS管N1导通，PMOS管P1截止，C 点电位为低电平。
同时N2导通，P2的栅极电位为低电平，则P2导通。
这就使得此时A点电位约为VDD，电容Cboot两端电压UC≈VDD。
由于N3导通，P4截止，所以B点的电位为低电平。
这段时间称为预充电周期。
当VIN变为低电平时，NMOS管N1截止，PMOS管P1导通，C点电位为高电平，约为VDD。
同时N2、N3截止，P3导通。
这使得P2的栅极电位升高，P2截止。
此时A点电位等于C点电位加上电容Cboot两端电压，约为2VDD。
而且P4导通，因此B点输出高电平，且高于VDD。
这段时间称为自举升压周期。
实际上，B点电位与负载电容和电容Cboot的大小有关，可以根据设计需要调整。
具体关系将在介绍电路具体设计时详细讨论。
在图2中给出了输入端IN电位与A、B两点电位关系的示意图。
驱动电路结构图3中给出了驱动电路的电路图。
驱动电路采用Totem输出结构设计，上拉驱动管为NMOS管N4、晶体管Q1和PMOS管P5。
下拉驱动管为NMOS管N5。
图中CL为负载电容，Cpar为B点的寄生电容。
虚线框内的电路为自举升压电路。
本驱动电路的设计思想是，利用自举升压结构将上拉驱动管N4的栅极（B 点）电位抬升，使得UB》VDD+VTH ，则NMOS管N4工作在线性区，使得VDSN4 大大减小，最终可以实现驱动输出高电平达到VDD。
而在输出低电平时，下拉驱动管本身就工作在线性区，可以保证输出低电平位GND。
因此无需增加自举电路也能达到设计要求。
考虑到此驱动电路应用于升压型DC－DC转换器的开关管驱动，负载电容CL很大，一般能达到几十皮法，还需要进一步增加输出电流能力，因此增加了晶体管Q1作为上拉驱动管。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自举电路也叫升压电路，利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高．有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。
升压电路原理
举个简单的例子：有一个12V的电路，电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压，这个电压怎么弄出来？就是用自举。
通常用一个电容和一个二极管，电容存储电压，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压，起到升压的作用。
升压电路只是在实践中定的名称，在理论上没有这个概念。
升压电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。
甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半，但在实际的测试中，输出电压远达不到Vcc的一半。
其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。
所以采用升压电路来升压。
开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理
the boost converter,或者叫step-up converter，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1.
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。
常用升压电路
P 沟道高端栅极驱动器
直接式驱动器：适用于最大输入电压小于器件的栅- 源极击穿电压。
开放式收集器：方法简单，但是不适用于直接驱动高速电路中的MOSFET。
电平转换驱动器：适用于高速应用，能够与常见PWM 控制器无缝式工作。
N 沟道高端栅极驱动器
直接式驱动器：MOSFET最简单的高端应用，由PWM 控制器或以地为基准的驱动器直接驱动，但它必须满足下面两个条件：
1、VCC<Vgs,max
2、Vdc<VCC-Vgs,miller
浮动电源栅极驱动器:独立电源的成本影响是很显著的。
光耦合器相对昂贵，而且带宽有限，对噪声敏感。
变压器耦合式驱动器:在不确定的周期内充分控制栅极，但在某种程度上，限制了开关性能。
但是，这是可以改善的，只是电路更复杂了。
电荷泵驱动器:对于开关应用，导通时间往往很长。
由于电压倍增电路的效率低，可能需要更多低电压级泵。
自举式驱动器:简单，廉价，也有局限；例如，占空比和导通时间都受到刷新自举电容的限制。