Boost升压稳压电源
boost升降压电路原理
Boost升压电路原理介绍
Boost升降压电路是一种开关直流升压电路,其原理是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。
在电路图中,通常假定开关(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。
当输入是直流电时,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。
当开关断开时,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。
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。
实验六 BOOST 升压电源
实验六 BOOST 升压电源一、实验目的1. 了解Boost DC/DC 升压变换器的功能和原理。
2. 了解MC34063 电源芯片的功能和工作原理。
3. 掌握用MC34063 芯片构成Boost 升压变换器的方法,以及元件参数的计算。
二、实验材料、仪器与用具PCB 板、元器件、焊锡丝、导线;电烙铁、镊子、稳压限流直流电源、VC890C+数字万用表、非接触式调光控制模块、CD4017 分段调光模块、PT4115 恒流驱动模块、LED 灯板。
图1 MC34063 升压Boost 变换器电路原理及PCB 布局实验材料:三、实验原理1. Boost 升压式DC/DC 变换器使用Boost DC/DC 变换器是开关型DC/DC 变换器的一种,它可以把一种电压的直流电升至比它更高的直流电压,通过改变开关导通时间的占空比即可改变升压的比例,但一般升压幅度不宜超过输入电压的2 倍。
图2 BOOST 升压DC/DC 变换器原理如图所示,当开关闭合时,电感电流增大,产生的磁通增加,电感储能,同时产生感生电动势,其极性为左正右负(阻碍电流的增加),该电动势与输入电压相等;而在下一时刻开关断开时,由于电感电流下降,磁通减小,电感产生的感生电动势极性反转(阻碍电流的减小),因此电感就与电源一起向负载释放能量,由此可见,输出电压等于输入电压与电感产生的感生电动势之和,因此输出电压高于输入电压,实现了DC/DC 升压变换。
输出电压的表达式为其中,D 为开关导通时间占空比:即开关导通的时间占开关周期的比值。
由式(s6-1)可见,分母总是一个小于1 的数,故输出电压始终高于输入电压。
2. MC34063该器件本身包含了DC/DC 变换器所需要的主要功能的单片控制电路,价格便宜,适用于简单小功率的各种DC/DC 变换器。
它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器,R—S 触发器和大电流输出开关电路等组成。
boost升压稳压电路课程设计
boost升压稳压电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握升压稳压电路的基本原理与组成。
2. 学生能够描述升压稳压电路中各元件的功能和相互关系。
3. 学生能掌握并运用欧姆定律、基尔霍夫电压定律分析升压稳压电路。
技能目标:1. 学生能够正确绘制并识别升压稳压电路图。
2. 学生能够运用电路分析方法,计算并确定升压稳压电路中的电压、电流等参数。
3. 学生能够独立搭建并测试升压稳压电路,解决实际电路问题。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习升压稳压电路,培养对电子技术的兴趣和热情,增强探索精神。
2. 学生在团队合作中学会沟通与协作,培养团队精神和责任感。
3. 学生能够认识到升压稳压电路在实际应用中的重要性,关注电子技术在生活中的应用。
课程性质:本课程为电子技术基础课程,通过理论讲解与实践操作相结合,帮助学生掌握升压稳压电路的基本原理和实际应用。
学生特点:学生为高中年级,具备一定的物理和数学基础,对电子技术有一定了解,喜欢动手实践。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力和创新能力。
在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的分析问题和解决问题的能力。
通过课程目标的具体分解,确保学生能够达到预期的学习成果,并为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 升压稳压电路基本原理:介绍升压稳压电路的工作原理,包括开关元件、储能元件、反馈控制等。
2. 电路元件及其功能:详细讲解升压稳压电路中各元件(如开关、二极管、电感、电容等)的作用及相互关系。
3. 欧姆定律与基尔霍夫电压定律的应用:结合升压稳压电路,分析电路中的电压、电流等参数,推导相关公式。
4. 升压稳压电路图的绘制与分析:教授如何绘制电路图,并分析电路图中的关键参数。
5. 实际电路搭建与测试:指导学生动手搭建升压稳压电路,进行实际测试,观察电路性能。
教学内容安排如下:1. 第1课时:升压稳压电路基本原理及元件功能介绍。
boost升压电路原理
boost升压电路原理Boost升压电路原理。
Boost升压电路是一种常见的电路结构,它可以将输入电压升高到所需的输出电压,通常用于电源管理系统、电动汽车、太阳能电池系统等领域。
Boost升压电路的原理基础是利用电感储能和开关管的导通与截止来实现电压升压。
首先,Boost升压电路的核心元件是电感,它是通过电流在磁场中的变化来储存和释放能量。
当开关管导通时,电感储存能量,此时输入电压施加在电感上,电感两端的电压上升。
当开关管截止时,电感释放能量,输出电压通过二极管输出。
通过周期性地切换开关管的导通与截止,可以实现输入电压到输出电压的升压转换。
其次,Boost升压电路的另一个关键元件是开关管,通常采用MOSFET管或者BJT管。
当开关管导通时,电感储存能量,此时输入电压施加在电感上,电感两端的电压上升;当开关管截止时,电感释放能量,输出电压通过二极管输出。
通过周期性地切换开关管的导通与截止,可以实现输入电压到输出电压的升压转换。
此外,Boost升压电路还需要一个控制电路来调节开关管的工作状态,以保证输出电压稳定。
控制电路通常采用PWM调制技术,通过调节开关管的工作周期和占空比来实现对输出电压的精确控制。
当输出电压偏低时,控制电路会增加开关管的导通时间,以提高输出电压;当输出电压偏高时,控制电路会减小开关管的导通时间,以降低输出电压。
最后,Boost升压电路的稳压性能受到电感、开关管、控制电路等多个因素的影响。
合理选择电感参数、开关管型号、控制电路设计,可以提高Boost升压电路的效率和稳定性。
同时,Boost升压电路在实际应用中还需要考虑输入电压范围、输出电流需求、电磁兼容等因素,以满足不同应用场景的需求。
综上所述,Boost升压电路通过电感储能和开关管的周期性工作来实现输入电压到输出电压的升压转换。
合理设计和选择电感、开关管、控制电路等元件,可以提高Boost升压电路的效率和稳定性,满足不同应用场景的需求。
Boost电路的结构及工作原理_Boost的应用电路
Boost电路的结构及工作原理_Boost的应用电路Boost电路定义Boost升压电路的英文名称为theboostconverter,或者叫step-upconverter,是一种开关直流升压电路,它能够将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电,也称为直流直流变换器(DC/DCConverter)。
直流直流变换器通过对电力电子器件的通断控制,将直流电压断续地加到负载上,通过改变占空比改变输出电压平均值。
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,那么电容电压等于输入电压。
开关管Q也为PWM控制方式,但最大占空比Dy必须限制,不允许Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输入侧,成为升压电感。
Boost电路结构下面以UC3842的Boost电路为例介绍Boost电路的结构。
图中输入电压Vi=16~20V,既供给芯片,又供给升压变换。
开关管以UC3842设定的频率周期开闭,使电感L储存能量并释放能量。
当开关管导通时,电感以Vi/L的速度充电,把能量储存在L中。
当开关截止时,L产生反向感应电压,通过二极管D把储存的电能以(V o-Vi)/L的速度释放到输出电容器C2中。
输出电压由传递的能量多少来控制,而传递能量的多少通过电感电流的峰值来控制。
整个稳压过程由二个闭环来控制,即:闭环1输出电压通过取样后反馈给误差放大器,用于同放大器内部的2.5V基准电压比较后产生误差电压,误差放大器控制由于负载变化造成的输出电压的变化。
闭环2Rs为开关管源极到公共端间的电流检测电阻,开关管导通期间流经电感L的电流在Rs上产生的电压送至PwM比较器同相输入端,与误差电压进行比较后控制调制脉冲的脉宽,从而保持稳定的输出电压。
误差信号实际控制着峰值电感电流。
Boost电路的工作原理Boost电路的工作原理分为充电和放电两个部分来说明。
充电过程。
DC-DC升压(BOOST)电路原理
BOOST升压电路中:电感的作用:是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件,当MOS 开关管闭合后,电感将电能转换为磁场能储存起来,当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能,且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载,由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的,所以输出电压高于输入电压,既升压过程的完成;肖特基二极管主要起隔离作用,即在MOS开关管闭合时,肖特基二极管的正极电压比负极电压低,此时二极管反偏截止,使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电;因在MOS管断开时,两种叠加后的能量通过二极向负载供电,此时二极管正向导通,要求其正向压降越小越好,尽量使更多的能量供给到负载端!!电感升压原理:什么是电感型升压DC/DC转换器?如图1所示为简化的电感型DC-DC转换器电路,闭合开关会引起通过电感的电流增加。
打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。
因储存来自电感的电流,多个开关周期以后输出电容的电压升高,结果输出电压高于输入电压。
电感型升压转换器应用在哪些场合?电感型升压转换器的一个主要应用领域是为白光LED供电,该白光LED能为电池供电系统的液晶显示(LCD)面板提供背光。
在需要提升电压的通用直流-直流电压稳压器中也可使用。
决定电感型升压的DC-DC转换器输出电压的因素是什么?在图2所示的实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。
输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。
将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。
电感值如何影响电感型升压转换器的性能?因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。
等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。
要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。
一种实用的Boost升压电路
一种实用的BOOST电路0 引言在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计,对于较大的功率输出,如70W以上的DC /DC升压电路,由于专用升压芯片内部开关管的限制,难于做到大功率升压变换,而且芯片的价格昂贵,在实际应用时受到很大限制。
考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大,选择合适的控制芯片,便可设计出大功率输出的DC/DC升压电路。
UC3S42是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作隔离回扫式开关电源的控制电路,根据UC3842的功能特点,结合Boos t拓扑结构,完全可设计成电流型控制的升压DC/DC电路,且外接元器件少,控制灵活,成本低,输出功率容易做到100W以上,具有其他专用芯片难以实现的功能。
1 UC3842芯片的特点UC3842工作电压为16~30V,工作电流约15mA。
芯片内有一个频率可设置的振荡器;一个能够源出和吸入大电流的图腾式输出结构,特别适用于MoSFET的驱动;一个固定温度补偿的基准电压和高增益误差放大器、电流传感器;具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器,最大占空比可达100%。
另外,具有内部保护功能,如滞后式欠压锁定、可控制的输出死区时间等。
由UC3842设计的DC/DC升压电路属于电流型控制,电路中直接用误差信号控制电感峰值电流,然后间接地控制PWM脉冲宽度。
这种电流型控制电路的主要特点是:1)输入电压的变化引起电感电流斜坡的变化,电感电流自动调整而不需要误差放大器输出变化,改善了瞬态电压调整率;2)电流型控制检测电感电流和开关电流,并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出比较,控制PWM脉宽,由于电感电流随误差信号的变化而变化,从而更容易设置控制环路,改善了线性调整率;3)简化了限流电路,在保证电源工作可靠性的同时,电流限制使电感和开关管更有效地工作;4)电流型控制电路中需要对电感电流的斜坡进行补偿,因为,平均电感电流大小是决定输出大小的因素,在占空比不同的情况下,峰值电感电流的变化不能与平均电感电流变化相对应,特别是占空比,50%的不稳定性,存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差,即使占空比<50%,也可能发生高频次谐波振荡,因而需要斜坡补偿,使峰值电感电流与平均电感电流变化相一致,但是,同步不失真的斜坡补偿技术实现上有一定的难度。
开关电源boost电路原理
开关电源boost电路原理开关电源是一种具有高效率、小尺寸、可调功率等特点的电源系统。
在开关电源中,boost电路是一种常见的电路结构,它可以将低电压升高到较高的电压水平。
boost电路原理boost电路是一种基于电感器的升压电路,其基本原理如下:当开关电源输入电压断续加上一个特定的频率时,电感器储存了输入电源电压的电能。
随后,开关切断输入电源,电感器向负载输出电压。
开关周期性地切换,将电源的直流电压加上高频脉冲,从而提高电压值。
boost电路的实现可以采用不同的拓扑结构,常见的有基本boost、二极管反向并联boost、三极管反向并联boost等形式。
基本boost 反向并联boost 三极管反向并联boost从图中可以看出,这三种boost拓扑结构主要的差别在于开关管和二极管的位置不同。
但无论是哪种结构,都包含了以下的主要部件:1. 源(输入):提供开关电源的直流电压和输入电源电流。
2. 电感:存储能量并控制电压升高。
3. 开关器:通过周期性开关器开关,将电源电压断续加上高频脉冲。
4. 二极管:通过导通电流,将电感器储存的能量传输至负载。
5. 负载:将转换后的电源电压提供给设备。
boost电路的工作原理可以分为两个阶段:1. 充电阶段:在此阶段,开关管S1导通,电源电压Vg被传递到电感器L上,L中储存着电源的电能。
二极管D正极为负,不导通。
2. 放电阶段:在此阶段,开关管S1切断,电感器储存的电能通过二极管D输出到负载上,并充入负载电容C。
因为电容C不反应到电源侧,此时负载处输出电压V0大于电源电压Vg。
当开关管S1再次导通时,上述过程被重复。
boost电路的优点1. 高效率:开关器周期性切换,将输入电源电压断续加上高频脉冲,在电感器中产生计算能量,并输出至负载。
相比传统的降压稳压器,boost电路的效率更高。
2. 功率可调:boost电路的输出电压可以通过改变开关器占空比进行调节。
3. 比稳定器体积小:由于开关器输出高频脉冲,使电路结构更紧凑,比传统的稳压器占用空间更小。
升压降压电源电路工作原理
boost升压电路工作原理boost升压电路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1 AA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3.3V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0.2--0.3V,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1.5A,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。
boost升压原理
boost升压原理
Boost升压原理是一种用于直流电源升压的电路。
该电路基于
脉冲宽度调制(PWM)技术,通过高频开关器件(例如MOSFET)的开关动作控制,将输入电源的直流电压升高到较高的输出电压。
具体原理如下:
1. 当开关器件关闭时,输入电源的电流通过感性元件(例如电感或变压器的初级线圈),形成储能,并且能量存储在其中。
2. 当开关器件打开时,感性元件的磁场崩溃,产生一个反向电压,将输出电压升高。
此时储能部分将被释放,并将其能量传递到输出电路。
3. 通过控制开关器件的开关频率和占空比,可以调整输出电压的大小。
Boost升压电路的工作原理基于电感储能和电容转移。
当开关
器件打开时,电感储能,然后在开关器件关闭时,电容将储存的能量传递到输出电路。
通过不断重复这个过程,输入电压可以被升高到所需的输出电压。
Boost升压电路的主要特点是输入电压可以低于输出电压。
然而,实际应用中,由于开关器件的损耗和电路元件的电流和电压限制,电路的效率和升压范围可能会受到限制。
总结起来,Boost升压电路利用开关器件和控制电路,通过电
感储能和电容转移的方式,将输入电压升高到所需的输出电压。
这种电路广泛应用于电源转换和电子设备中,在提供各种电压要求的场景中发挥重要作用。
BOOST升压电路案例分析
BOOST升压电路案例分析BOOST升压电路是一种常见的电源电路,用于将输入电压提升到更高的输出电压。
它通常由一个开关管、一个电感、一个二极管和一个输出电容组成。
BOOST升压电路具有简单、高效、可靠等特点,在很多领域得到广泛应用,比如电子设备、通信设备、医疗设备等。
BOOST升压电路的工作原理是通过周期性地开关控制开关管,让电感储存能量,在每个开关周期中释放能量到输出电容上,从而提升输出电压。
在BOOST升压电路中,电感和输出电容起到了能量存储和滤波的作用,二极管则起到了防止反向电流的作用。
以下是一个BOOST升压电路的案例分析:我们以一个输入电压为5V,输出电压为12V的BOOST升压电路为例进行分析。
该BOOST升压电路的参数如下:- 输入电压(Vin):5V- 输出电压(Vout):12V- 输出电流(Iout):500mA- 开关频率(fs):100kHz-开关管(Vf):0.7V-电感(L):10uH- 输出电容(Cout):100uF- 输出电流限制电阻:Rsense=0.1ohm首先我们需要根据电路参数计算BOOST升压电路的工作状态,计算出电路中的各个元件的工作电压、电流等参数。
根据BOOST升压电路的工作原理,可以得到以下计算公式:1.输出电压与输入电压的关系Vout = (Vin * (1 - D))/(1 - D - Vf)其中D为占空比,Vf为二极管的导通压降。
由于输出电压为12V,输入电压为5V,二极管导通压降为0.7V,带入公式得到占空比D约为0.582.开关管的导通时间和关断时间Ton = D / fsToff = (1 - D) / fs计算得到开关管的导通时间Ton约为5.8us,关断时间Toff约为4.2us。
3.电感和输出电容的工作电压和电流根据电路中电感和输出电容的工作原理,可以得到以下计算公式:Vl = Vin + Vin * DIl = Vl * (Ton / L)Delta_Il = Il * Toff / L其中Vl为电感的工作电压,Il为电感的工作电流,Delta_Il为电感的电流波动。
buckboost升降压电路原理
BUCK/BOOST电路原理升压和降压电路,就是指电力电子设计当中常说的BUCK/BOOST电路。
这两种电路经常一起出现在电路设计当中,BUCK电路指输出小于电压的单管不隔离直流变换,BOOST指输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换。
作为最常见也比较基础的两种电路,本篇文章就主要对BUCK/BOOST电路原理进行讲解。
首先让我们从BUCK变换器的概念开始讲起,BUCK变换器也称降压式变换器,是一种输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器。
图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulatiON脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff,占空比Dy= Ton/Ts。
开关管Q也为PWM控制方式,但最大占空比Dy必须限制,不答应在Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输进侧,称为升压电感。
BOOST变换器也有CCM和DCM两种工作方式。
BUCK/BOOST变换器:也称升降压式变换器,是一种输出电压既可低于也可高于输进电压的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输进电压相反。
BUCK/BOOST变换器可看做是BUCK变换器和BOOST变换器串联而成,合并了开关管。
BUCK/BOOST变换器也有CCM和DCM两种工作方式,开关管Q也为PWM控制方式。
LDO的特点:①非常低的输进输出电压差;②非常小的内部损耗;③很小的温度漂移;④很高的输出电压稳定度;⑤很好的负载和线性调整率;⑥很宽的工作温度范围;⑦较宽的输进电压范围;⑧外围电路非常简单,使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。
其具体的电路由以下几类:(1)BUCK电路——降压斩波器,其输出均匀电压U0小于输进电压Ui,极性相同。
一种非常实用的Boost升压电路原理详解【精选】
一种实用的BOOST电路0 引言在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计,对于较大的功率输出,如70W以上的DC /DC升压电路,由于专用升压芯片内部开关管的限制,难于做到大功率升压变换,而且芯片的价格昂贵,在实际应用时受到很大限制。
考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大,选择合适的控制芯片,便可设计出大功率输出的DC/DC升压电路。
UC3S42是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作隔离回扫式开关电源的控制电路,根据UC3842的功能特点,结合Boos t拓扑结构,完全可设计成电流型控制的升压DC/DC电路,且外接元器件少,控制灵活,成本低,输出功率容易做到100W以上,具有其他专用芯片难以实现的功能。
1 UC3842芯片的特点UC3842工作电压为16~30V,工作电流约15mA。
芯片内有一个频率可设置的振荡器;一个能够源出和吸入大电流的图腾式输出结构,特别适用于MoSFET的驱动;一个固定温度补偿的基准电压和高增益误差放大器、电流传感器;具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器,最大占空比可达100%。
另外,具有内部保护功能,如滞后式欠压锁定、可控制的输出死区时间等。
由UC3842设计的DC/DC升压电路属于电流型控制,电路中直接用误差信号控制电感峰值电流,然后间接地控制PWM脉冲宽度。
这种电流型控制电路的主要特点是:1)输入电压的变化引起电感电流斜坡的变化,电感电流自动调整而不需要误差放大器输出变化,改善了瞬态电压调整率;2)电流型控制检测电感电流和开关电流,并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出比较,控制PWM脉宽,由于电感电流随误差信号的变化而变化,从而更容易设置控制环路,改善了线性调整率;3)简化了限流电路,在保证电源工作可靠性的同时,电流限制使电感和开关管更有效地工作;4)电流型控制电路中需要对电感电流的斜坡进行补偿,因为,平均电感电流大小是决定输出大小的因素,在占空比不同的情况下,峰值电感电流的变化不能与平均电感电流变化相对应,特别是占空比,50%的不稳定性,存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差,即使占空比<50%,也可能发生高频次谐波振荡,因而需要斜坡补偿,使峰值电感电流与平均电感电流变化相一致,但是,同步不失真的斜坡补偿技术实现上有一定的难度。
一种非常实用的Boost升压电路原理详解资料
一种实用的BOOST电路0 引言在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计,对于较大的功率输出,如70W以上的DC /DC升压电路,由于专用升压芯片内部开关管的限制,难于做到大功率升压变换,而且芯片的价格昂贵,在实际应用时受到很大限制。
考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大,选择合适的控制芯片,便可设计出大功率输出的DC/DC升压电路。
UC3S42是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作隔离回扫式开关电源的控制电路,根据UC3842的功能特点,结合Boos t拓扑结构,完全可设计成电流型控制的升压DC/DC电路,且外接元器件少,控制灵活,成本低,输出功率容易做到100W以上,具有其他专用芯片难以实现的功能。
1 UC3842芯片的特点UC3842工作电压为16~30V,工作电流约15mA。
芯片内有一个频率可设置的振荡器;一个能够源出和吸入大电流的图腾式输出结构,特别适用于MoSFET的驱动;一个固定温度补偿的基准电压和高增益误差放大器、电流传感器;具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器,最大占空比可达100%。
另外,具有内部保护功能,如滞后式欠压锁定、可控制的输出死区时间等。
由UC3842设计的DC/DC升压电路属于电流型控制,电路中直接用误差信号控制电感峰值电流,然后间接地控制PWM脉冲宽度。
这种电流型控制电路的主要特点是:1)输入电压的变化引起电感电流斜坡的变化,电感电流自动调整而不需要误差放大器输出变化,改善了瞬态电压调整率;2)电流型控制检测电感电流和开关电流,并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出比较,控制PWM脉宽,由于电感电流随误差信号的变化而变化,从而更容易设置控制环路,改善了线性调整率;3)简化了限流电路,在保证电源工作可靠性的同时,电流限制使电感和开关管更有效地工作;4)电流型控制电路中需要对电感电流的斜坡进行补偿,因为,平均电感电流大小是决定输出大小的因素,在占空比不同的情况下,峰值电感电流的变化不能与平均电感电流变化相对应,特别是占空比,50%的不稳定性,存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差,即使占空比<50%,也可能发生高频次谐波振荡,因而需要斜坡补偿,使峰值电感电流与平均电感电流变化相一致,但是,同步不失真的斜坡补偿技术实现上有一定的难度。
ups的boost电路升压原理 -回复
ups的boost电路升压原理-回复"UPS的Boost电路升压原理"引言:随着电力质量的不断提高和对电能可靠性的要求日益增加,Uninterruptible Power Supply(UPS,即不间断电源)得到了广泛应用。
在UPS系统中,Boost电路被用来提供稳定的电压输出,以保证负载设备在停电或电网电压异常时能够正常工作。
本文将逐步解释UPS的Boost 电路升压原理及其工作过程。
一、UPS的基本工作原理:UPS是一种电力设备,其主要功能是在主电源故障或不稳定时为负载提供备用电源。
这可通过保持电池组充电并将其连接到负载来实现。
当电网电压正常时,UPS会将电能转换为交流电并输出给负载设备,同时还会将多余的电能储存在电池组中。
当电网电压异常或停电时,UPS会自动转换为电池供电,以保持负载设备持续运行。
二、Boost电路的作用:Boost电路是UPS系统的关键部分之一,其主要功能是提供适当的电压升高,以支持负载设备的电能需求。
其中,Boost电路的作用是在主电源电压低于额定值时,将其电压升高到合适的输出电压,以保证负载设备正常工作。
三、Boost电路的组成:Boost电路主要由三个组件组成:功率开关、电感和二极管。
功率开关允许电流流动的方向发生改变,电感用于储存和释放能量,而二极管则用于防止电流逆流。
四、Boost电路的工作步骤:1. 当主电源电压低于额定值时,开关断开,电感上的电流开始减小。
此时,电感中储存的能量会转移到负载设备中。
2. 电感上的电流减小时,二极管开始导通,使电感上的能量转移到负载设备。
3. 当主电源电压恢复到额定值时,开关闭合,电感开始储存能量,准备下一次电流减小和功率转移。
4. 重复上述步骤,使负载设备获得稳定的升压输出,以满足其电能需求。
五、Boost电路的核心原理:Boost电路采用间接操控电能流动的方式,通过不断储存和释放能量来保持稳定的输出电压。
同步buckboost升降压电路特点
同步buck-boost升降压电路是一种常见的电源转换电路,具有很多独特的特点和优势。
下面将具体介绍同步buck-boost升降压电路的特点。
1. 宽输入电压范围同步buck-boost升降压电路能够实现宽输入电压范围的转换,能够适应不同电源输入的情况。
这使得该电路在实际应用中具有很大的灵活性和通用性。
2. 高效率同步buck-boost升降压电路在功率转换过程中能够实现较高的转换效率,能够最大限度地减少能量损耗,提高整体系统的能效。
这对于一些对能效要求较高的场景非常重要。
3. 稳定输出电压该电路能够在输入电压波动范围较大的情况下,稳定输出所需的电压。
这使得在实际应用中,输出电压能够始终保持在规定范围内,提高了整个电源系统的稳定性和可靠性。
4. 体积小、重量轻由于同步buck-boost升降压电路能够实现高效率的功率转换,并能够实现较大的功率密度,因此该电路在设计上能够实现紧凑的体积和轻量化的重量。
这对于一些对于体积和重量要求较高的应用场景非常有利。
5. 具有独特的电流限制特性同步buck-boost升降压电路在设计上能够实现对输出电流的限制,能够保护后级负载,提高了整个系统的安全性和稳定性。
6. 宽工作温度范围由于电路的特性和材料的选择,同步buck-boost升降压电路能够在较宽的工作温度范围内正常工作,适应不同温度环境下的使用需求。
7. 可编程控制在实际设计中,同步buck-boost升降压电路能够对电路的工作参数进行可编程控制,能够适应不同的设计需求,提高了电路的通用性和灵活性。
同步buck-boost升降压电路具有宽输入电压范围、高效率、稳定输出电压、体积小、重量轻、电流限制特性、宽工作温度范围和可编程控制等独特的特点和优势,适用于许多不同的场景和应用需求。
随着电力电子技术的不断发展和创新,同步buck-boost升降压电路在未来的应用前景将会更加广阔。
同步buck-boost升降压电路是一种非常灵活和多功能的电路,能够在不同的电源转换需求中发挥重要作用。
BOOST升压电路原理详解
BOOST升压电路原理详解
今天介绍一个经典的升压电路:BOOST升压电路。
BOOST升压电源是利用开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出的一种开关电源,它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用在各行业电子设备找那个,是不可缺少的一种电源架构。
公众号后台回复:boost仿真文件
Boost升压电路主要由控制IC、功率电感和mosfet基本元件组成,为了解原理,我们以非同步boost为介绍对象,详细了解boost 架构升压电源的工作原理,下图即为一个BOOST基本架构框图。
和BUCK一样,L依然是储能元件,当开关闭合时,A点的电压为0,Vi直接给电感L充电,充电电流路径见下图,开关导通时间dt=占空比*开关周期=D*T。
当开关断开时,L中存储的能量会通过二极管,给负载放电;同时,Vi也会通过二极管给负载放电,二者叠加,实现升压,放电时间dt=(1-占空比)*开关周期=(1-D)*T。
在开关闭合和断开的两个时间内,电感充电和放电是一样的,有人称之为电感的幅秒特性,其实本质都一样,无外乎是充放电的过程。
整理得。
boost电路升压原理
boost电路升压原理Boost电路升压原理。
Boost电路是一种常见的电源电路,它可以将输入电压升高到更高的输出电压。
Boost电路的工作原理是通过周期性地开关一个电感元件来实现电压升压。
在这篇文章中,我们将详细介绍Boost 电路的工作原理和相关知识。
首先,让我们来了解Boost电路的基本结构。
Boost电路由一个开关管、电感器、二极管和电容器组成。
当输入电压施加在开关管上时,开关管导通,电感器储存能量。
当开关管断开时,电感器释放储存的能量,从而实现电压升压。
通过周期性地控制开关管的导通和断开,Boost电路可以稳定地输出高电压。
Boost电路的工作原理可以用一个简单的公式来描述,Vout = Vin (1 + D),其中Vout是输出电压,Vin是输入电压,D是开关管的占空比。
通过调节开关管的占空比,可以实现不同倍数的电压升压。
这也是Boost电路常用于电源适配器和电子设备中的原因之一。
Boost电路的升压原理主要涉及两个重要的工作模式,导通模式和断开模式。
在导通模式下,开关管导通,电感器储存能量,电容器充电。
在断开模式下,开关管断开,电感器释放能量,电容器放电。
通过这两种模式的周期性切换,Boost电路可以实现稳定的电压升压。
除了基本的Boost电路结构和工作原理,我们还需要了解一些Boost电路的应用和设计注意事项。
在实际应用中,Boost电路常常需要考虑输入电压范围、输出电压稳定性、开关频率、电感器和电容器的选取等因素。
合理的设计和选择可以有效地提高Boost电路的性能和效率。
总的来说,Boost电路是一种常见且重要的电源电路,它可以实现输入电压到输出电压的稳定升压。
通过了解Boost电路的基本结构、工作原理和应用,我们可以更好地理解和应用这一电路,为电子设备的设计和应用提供更好的电源支持。
希望本文对您有所帮助。
Boost升压稳压电源(DOC)
数控Boost开关电源题目: 数控Boost开关电源组员:索世昌李永杜政立日期:2013年8月10日数控Boost开关电源摘要开关电源较线性电源说具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点,在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业控制、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。
基于这些特点本组设计了一套升压式开关电源。
升压式开关电源主要应用在供电系统不稳定,并有下降的趋势的场合。
通过升压式开关电源可以很稳定的输出所需电压值。
该系统以Boost升压拓扑电路为主回路,采用TL494作为开关稳压电源的核心控制芯片,采用TPS2812驱动MOS管,实现了输出电压16V~36V任意可调,最大输出电流2A,以及输出过流保护功能。
关键词:Boost;TL494;数控;显示;过流保护1引言开关稳压电源简称开关电源(Switching Power Supply),通过控制开关管的导通比来维持输出电压的稳定,体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
功耗低、纹波小、噪音低、易扩容等特点,使得开关电源具有高的稳定性和性价比,在仪器、仪表、工业自动化等领域得到广泛应用。
2系统方案论证2.1 DC-DC主电路的设计方案一:采用UC3525A搭建电路,更适合于运用MOS管作为开关器件的DC-DC变换器,它是采用双级型工艺制作的新型模拟数字混合集成电路,性能优异,所需外围器件较少。
方案二:采用TL494构建Boost变换器,TL494是一种电压控制型脉宽调制控制集成电路,工作频率可高到300kHz,工作电压可达到40V,内有5V的电压基准,死区时间可调整,主要应用于各种开关电源。
上述两种DC-DC主电路的搭建方法,各有其优缺点,TL494是电压反馈型开关芯片,具有双差分放大器反馈控制端口,PWM的死区时间可直接通过分压调节控制,资料较多,易于掌握,故采用TL494作为系统的主控制部分,综合各种考虑我们采用了方案二。
DC-DC升压(BOOST)电路原理
DC-DC升压(BOOST)电路原理BOOST升压电路中:电感的作用:是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件,当MOS开关管闭合后,电感将电能转换为磁场能储存起来,当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能,且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载,由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的,所以输出电压高于输入电压,既升压过程的完成;肖特基二极管主要起隔离作用,即在MOS开关管闭合时,肖特基二极管的正极电压比负极电压低,此时二极管反偏截止,使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电;因在MOS管断开时,两种叠加后的能量通过二极向负载供电,此时二极管正向导通,要求其正向压降越小越好,尽量使更多的能量供给到负载端!!电感升压原理:什么是电感型升压DC/DC转换器?如图1所示为简化的电感型DC-DC转换器电路,闭合开关会引起通过电感的电流增加。
打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。
因储存来自电感的电流,多个开关周期以后输出电容的电压升高,结果输出电压高于输入电压。
电感型升压转换器应用在哪些场合?电感型升压转换器的一个主要应用领域是为白光LED供电,该白光LED能为电池供电系统的液晶显示(LCD)面板提供背光。
在需要提升电压的通用直流-直流电压稳压器中也可使用。
决定电感型升压的DC-DC转换器输出电压的因素是什么?在图2所示的实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。
输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。
将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。
电感值如何影响电感型升压转换器的性能?因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。
等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。
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数控Boost开关电源
题目: 数控Boost开关电源
组员:索世昌李永杜政立
日期:2013年8月10日
数控Boost开关电源
摘要
开关电源较线性电源说具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点,在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业控制、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。
基于这些特点本组设计了一套升压式开关电源。
升压式开关电源主要应用在供电系统不稳定,并有下降的趋势的场合。
通过升压式开关电源可以很稳定的输出所需电压值。
该系统以Boost升压拓扑电路为主回路,采用TL494作为开关稳压电源的核心控制芯片,采用TPS2812驱动MOS管,实现了输出电压16V~36V任意可调,最大输出电流2A,以及输出过流保护功能。
关键词:Boost;TL494;数控;显示;过流保护
1引言
开关稳压电源简称开关电源(Switching Power Supply),通过控制开关管的导通比来维持输出电压的稳定,体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
功耗低、纹波小、噪音低、易扩容等特点,使得开关电源具有高的稳定性和性价比,在仪器、仪表、工业自动化等领域得到广泛应用。
2系统方案论证
2.1 DC-DC主电路的设计
方案一:采用UC3525A搭建电路,更适合于运用MOS管作为开关器件的DC-DC变换器,它是采用双级型工艺制作的新型模拟数字混合集成电路,性能优异,所需外围器件较少。
方案二:采用TL494构建Boost变换器,TL494是一种电压控制型脉宽调制控制集成电路,工作频率可高到300kHz,工作电压可达到40V,内有5V的电压基准,死区时间可调整,主要应用于各种开关电源。
上述两种DC-DC主电路的搭建方法,各有其优缺点,TL494是电压反馈型开关芯片,具有双差分放大器反馈控制端口,PWM的死区时间可直接通过分压调节控制,资料较多,易于掌握,故采用TL494作为系统的主控制部分,综合各种考虑我们采用了方案二。
2.2 控制方法选择与论证
开关电源的控制方式分为电流模式控制和电压模式控制。
电流控制模式虽然具有良好的线性调整率和快速的输入输出动态响应,但是需要双环控制,增加了电路设计和分析的难度,且当占空比大于50%时若没有斜坡补偿,控制环变得不稳定,抗干扰性能差,在比赛过程中不利于发挥,故选则电压控制型。
2.3 辅助电源的选取
方案一:采用最常用的7812的芯片,产生12V电压,然后再接7805芯片产
生5V 的辅助电压。
该方案设计简单,外围器件很少,但是效率低下尤其在芯片承受压降比较大时效率就会变得更低。
方案二:采用LM2596集成开关电源芯片,LM2596系列的芯片有固定输出12V 、5V 、3.3V 以及输出可调的一系列芯片,最高可输入电压高达60V ,而且效率比一般的稳压芯片都要高。
设计辅助电源的这两种方案都可以,但是考虑到系统的整体效率,我们最终采用了第二种方案。
3系统方案设计
3.1 DC-DC 主回路拓扑
Boost 拓扑主要分为两种,一种是反极性的,另一种是非反极性的。
在本次设计的过程中我们采用了非反极性的,其拓扑结构如下图所示。
图3.1 提高效率的方案及实现方案
3.1.1系统参数的计算
最小电感设计限值的确定:使得输出纹波电压最小的电感设计值为
22min
,min ,min 2O i L KA V fV V R L L
P P == 式(3.1)
由Vi=18V ,R=18Ω,f =40kHz ,Vo =36V 得最小量为55uH ,考虑到尽可能减小开关管的电流应力,本设计电感量选取的比较大230uH 。
满足输出纹波电压要求的最小电容设计限值由下式确定
,min 'min min min ()
o Xi o V V C C mV fR λλ-== 式(3.2) 其中m=VPP/VO=2%,λ取为2。
经过计算我们采用2200uF 的电容作为后级滤波电容。
3.1.2 Boost斩波电路中开关管
电力晶体管(GTR)耐压高、工作频率较低、开关损耗大;电力场效应管(Power MOSFET)开关损耗小、工作频率较高。
从工作频率和降低损耗的角度考虑,选择电力场效应管作为开关管。
3.1.3 开关管工作频率
为降低开关损耗,应尽量降低工作频率;为避免产生噪声,工作频率不应在音频内。
综合考虑后,我们把开关频率设定为40kHz。
3.1.4 Boost升压电路中二极管
开关电源对于二极管的开关速度要求较高,可从快速恢复二极管和肖特基二极管中加以选择。
与快速恢复二极管相比,肖特基二极管具有正向压降很小、恢复时间更短的优点,但反向耐压较低,多用于低压场合。
考虑到降低损耗和低压应用的实际,选择肖特基二极管。
3.2 开关管驱动部分
图3.2 开关管驱动
由于我们使用的是型号为IRF540的MOSFET功率开关管,需要较高的驱动电压,同时为了让场效应管可靠性的快速开启和关断中间需要加一级驱动电路,TPS2812驱动芯片驱动能力强,外围电路简单,所以在这次设计中我们采用了这款新片。
3.3 PWM控制器部分
图3.3 控制器电路图
常用的开关频率芯片UC3525A等芯片,UC3525A耐压高、性能稳定。
这次作品我们组尝试使用集成芯片TL494,采用TL494开关控制芯片,需外接R、C提供振荡电路,振荡频率为
1/1.1
f RC
一般设计在40KHz左右,同时根据电路设计思想,电阻应尽量取高阻值,电容应尽量小,最终我们确定电阻为10K,电容为2200pF。
确定参数各为R=10KC=2200pF由于最大输出功率为80W,直接用TL494驱动场效应管不能实现,故中间串接TPS2812P增大驱动能力。
3.4 AD及显示部分
该部分我们采用TI公司生产的12位AD转换芯片TLC2543。
根据题目要求该款芯片足以满足要求。
在数据采集的过程中为了让数据显示的更为稳定我们采用了多次取值求其平均值的方法,在实际效果中非常好。
至于显示部分我们采用了LCD液晶屏。
LCD显示屏在实际操作中方便简洁,而且显示突出。
其电路图具体如下:
图2.4显示部分
该部分我们采用的是TI公司生产的模数转换芯片TLC2543,它是一个12位AD,转换精度可达1mV,在实际应用中足以满足要求。
显示部分采用是的LCD液晶屏,液晶使用起来操作简单,且页面效果好。
3.5 辅助电源部分
图3.5辅助电源
常用的78系列线性稳压器具有稳压特性好,价格便宜,使用简单方便,但是功耗比较大,效率比较低。
但是在本设计中为了提高整体的效率我们最终采用了开关型的稳压芯片作为系统的辅助电源。
4系统测试及结果分析
4.1测试仪器
数字万用表、直流输出电源、大功率负载。
4.2 测试结果
Ui / V 16 18 20 22 23
U O / V 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0
4.2 电压调整率测试结果
I O /A 0.31 0.35 0.40 0.50 0.61 0.73 0.87 1.14 1.24 U O/V 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0
4.3 负载调整率测试结果
最大输出电流:2A
电压输出范围:18~36V
纹波:2.04V
效率:85.6%
负载调整率:0.27%
电压调整率:16~23V输出恒定
参考文献
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