MOSFET升压变换电路
太阳能升压电路原理解析
太阳能升压电路原理解析
太阳能升压电路是一种将太阳能电池板输出的低电压直流电转换为更高电压的电路。
其原理是利用电感和开关器件（如MOSFET）来控制电流的流动和存储，然后通过变压器或升压电路将电压升高。
以下是太阳能升压电路的基本原理解析：
1.太阳能电池板：太阳能电池板将太阳光转换成电能，输出
低电压直流电。
通常情况下，太阳能电池板的输出电压较
低，不足以满足某些应用的需求。
2.开关调制器：升压电路中通常使用开关调制器（如DC-DC
变换器），以控制电流的流动和电压的转换。
其中，典型
的开关调制器如升压型（Boost）或降压型（Buck）变换器。
3.电感：升压电路中通常包含一个电感元件，它通过电流变
化产生电磁感应，将电能转化为磁能，然后再将其转化为
电能。
电感在开关调制器中起到储能和平滑电流的作用。
4.开关器件：开关器件（例如MOSFET）用于控制电流的流
动。
通过开关器件的打开和关闭，可以控制电感中的电流
变化。
当开关器件开启时，电感中的电流增加；当开关器
件关闭时，电感中的电流减小。
5.变压器或升压电路：通过变压器或升压电路，可以将电压
升高到所需的水平。
变压器通过电磁感应原理，将电流从
低压侧传递到高压侧，并将电压升高到目标值。
通过以上的工作原理，太阳能升压电路能够将太阳能电池板输出的低电压直流电转换为更高的电压，以满足特定应用的需求。
这样的电路在太阳能发电系统以及其他需要将低电压转换为高电压的应用中广泛使用。
Supertex生产的HV9912升压变换器控制器的集成电路是一个闭环与峰值电流控制
Supertex生产的HV9912升压变换器控制器的集成电路是一个闭环与峰值电流控制、开关模式变换器的LED驱动器。
HV9912的内置功能克服了变换器的缺点，特别地，它有一个“切断MOSFET”驱动的输出端。
当短路或输入过电压时，由这个输出驱动的外置MOSFET可以切断LED串。
这个“切断MOSFET”还可以极大地提高变换器的PWM调光响应速度。
可见HV9912升压变换器控制器的工作原理可以如下文所示：HV9912内部的高电压调节器可将9～9OV的输入电压调节到7.75V的VDD电压，作为芯片的供电电源。
这个电压范围适于大多数的升压应用。
当降压电路和SEPIC电路需要精准的电流控制时也可以使用此芯片。
在高压降压变换应用中，输入端可串联一个稳压二极管，以便承受更高的操作电压或减小芯片的功率损耗。
当外部电压源通过一个低压(>IOV)低电流二极管馈通时，芯片的VDD端可以过驱动。
当外部电压小于内部电压时，二极管可以防止HV9912损坏。
能加在HV9912的VDD引脚的最高稳态电压是l2V(瞬时额定电压为13.5V)。
考虑到二极管的正向压降，理想的电源电压应为l2V正负5%。
HV9912升压变换器控制器包含一个1.25V、精度为2%的带缓冲的参考电压。
通过REF、IREF和CLIM引脚间连接的分压器网络，电流参考等级和输入电流限制等级可由这个参考电压设定。
内部过压点也由这个参考电压确定。
HV9912的时钟可用外部电阻来设定。
如果电阻连接在引脚RT和GND间，变换器将工作在恒频模式；如果连接在RT和GATE引脚间，变换器工作在恒关断时间模式(在恒关断时间，不必通过斜坡补偿使变换器稳定)。
将所有芯片的引脚SYNC连接在一起，多个HV9912可以同步到同一开关频率。
有时同步是必须的，如在RGB照明系统中，或用EMI滤波来去除某一频率分量时。
将输出电流采样信号接至FDBK引脚，电流参考信号接至IREF引脚，可以实现闭环控制。
模块自举升压电路
模块自举升压电路随着科技的不断发展，电子设备的功耗也越来越大，而电池的容量有限，为了延长设备的使用时间，需要升压电路来提供足够的电压。
是一种常用的电路拓扑结构，通过适当的设计可以实现高效率和稳定的升压功能。
一、模块自举升压电路原理介绍模块自举升压电路是一种采用自举电感器作为能量存储元件的升压电路，其原理如下：1. 输入电压由MOSFET开关管和自举电感器构成的电路进行升压转换，通过调节MOSFET的导通时间和间歇时间来实现不同输出电压的调节。
2. 当MOSFET导通时，自举电感器储存能量，当MOSFET截止时，自举电感器释放能量，并通过二极管和滤波电容将输出电压提升至所需电压。
二、模块自举升压电路设计步骤1. 确定输入电压范围和输出电压要求，选择合适的MOSFET和二极管；2. 根据电路的工作频率和最大输出功率计算自举电感器的参数；3. 选择合适的滤波电容和稳压电路，使输出电压稳定；4. 通过仿真和实验验证电路的性能，调整参数以满足设计要求。
三、模块自举升压电路设计实例以输出电压为12V，输入电压范围为3.7V-5V的模块自举升压电路为例，设计步骤如下：1. 选择合适的MOSFET和二极管，如IRF520和1N4007；2. 根据电路的工作频率和最大输出功率，选择自举电感器，如470uH；3. 选择合适的滤波电容和稳压电路，如100uF电解电容和LM7812稳压芯片；4. 通过仿真和实验验证电路性能，调整参数以满足设计要求。
四、模块自举升压电路的优势和应用模块自举升压电路具有转换效率高、输出稳定等优点，广泛应用于便携式电子设备、无线通讯设备和医疗设备等领域。
通过合理的设计和优化，可以实现低功耗、高效率的升压功能，满足不同应用场景的需求。
MOSFET升压斩波电路设计说明书要点
电力电子技术课程设计说明书MOSFET升压斩波电路设计（纯电阻负载）院、部：电气与信息工程学院学生姓名：彭世平指导教师：肖文英职称专业：自动化班级：自本1101班完成时间：2014-05-28摘要直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。
MOSFET升压斩波电路又称为boost变换器，它对输入电压进行升压变换。
通过控制电路的占空比即通过MOSFET来控制升压斩波电路的输出电压。
直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
全控型电力电子器件MOSFET在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。
本文设计的是一个可调的直流升压斩波电源，利用MOSFET升压直流斩波电路原理,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/DC Converter）。
直流斩波电路的控制电路用PWM控制芯片SG3525为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波。
关键词：升压斩波；占空比；变换器ABSTRACTDC chopping circuit as a fixed voltage or adjustable voltage DC-DC converter DC into, in the DC drive system, charging a storage circuit, switching power supply, power electronic converter and the common application of electrical equipment. Appeared such as down converter circuit means pressure chopper circuit, chopper circuit, Buck chopper circuit, chopper circuit, composite.MOSFET chopper circuit is also known as the boost converter, it is boosted to transform the input voltage. The output voltage cycle through the MOSFET to control the boost chopper control circuit. DC chopper technology has been widely used in the switching mode power supply and DC motor, the acceleration is smooth, fast response, energy saving control. Full controlled power electronic devices MOSFET in traction electric drive power transmission and transformation, active power filter has been widely used. This design is an adjustable DC chopper power, using the principle of MOSFET boost DC chopper circuit, the DC to DC voltage or other fixed adjustable voltage, also known as the DC to DC converter (DC/DC Converter). Control circuit for DC chopper circuit with the PWM control chip SG3525 as the core, the control circuit outputs adjustable duty cycle rectangular wave.Key words boost chopper; duty cycle; converter目录第1章绪论 (1)1.1直流斩波电路简介 (1)1.2 MOSFET简介 (1)1.3 PWM控制芯片SG3525简介 (1)1.4 仿真软件介绍 (2)1.4.1 Multisim (2)1.4.2 MATLAB (2)第2章MOSFET升压斩波电路设计要求及方案 (3)2.1 设计要求 (3)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (3)2.1.1总体方案 (3)2.3 设计方案各电路简介 (3)2.3.1电容滤波单相不可控整流电路 (3)2.3.2 MOSFET斩波电路 (4)2.3.3触发电路 (4)2.3.3保护电路 (4)第三章MOSFET升压斩波主电路设计 (5)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (5)3.1.1电路原理图 (5)3.1.2电路原理及其工作波形 (5)3.1.3主要的数量关系 (6)3.2 MOSFET升压斩波电路 (6)3.2.1 电路原理图 (6)3.2.2电路原理及其工作波形 (6)3.2.3主要的数量关系 (7)第四章控制电路与保护电路设计 (8)4.1 MOSFET驱动电路 (8)4.1.1驱动电路原理图 (8)4.1.2 电路工作原理 (8)4.2 保护电路 (9)4.1.1变压器的保护 (9)第五章总体电路原理图及其说明 (10)5.1总体电路原理图 (10)5.2 MATLAB仿真电路图 (10)5.3仿真波形图 (11)5.4波形分析 (11)第6章.心得体会 (12)参考文献 (13)致谢 (14)第1章绪论1.1直流斩波电路简介直流斩波电路（DC Chopper）,也称直接变流电路，它的的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流。
电气工程课程设计MOSFET升压斩波电路设计说明
目录一、绪论 (1)1.1直流斩波电路简介 (1)1.2 MOSFET简介 (1)1.3 SG3525简介 (1)1.4仿真软件介绍 (1)二、MOSFET升压斩波电路设计要求及方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (3)2.3设计方案各电路简介 (3)三、MOSFET升压斩波主电路设计 (4)3.1电容滤波单相不可控整流电路 (4)3.2 MOSFET升压斩波电路 (5)四、控制电路与保护电路设计 (7)4.1 MOSFET驱动电路 (7)4.2保护电路 (8)五、总体电路原理图及其说明 (9)5.1总体电路原理图 (9)5.2 MATLAB仿真电路图 (10)5.3仿真波形图 (10)5.4波形分析 (11)六、结论 (11)参考文献 (11)一、绪论1.1直流斩波电路简介直流斩波电路（DC Chopper），也称直接变流电路，它的的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流。
直流斩波的电路的种类较多，包括六种基本电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zata斩波电路。
直流斩波电路在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用。
随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。
直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
1.2 MOSFET简介MOSFET是金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。
MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为N沟道型与P沟道型的MOSFET，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS FET、PMOS FET、nMOSFET、pMOSFET等。
1.3 SG3525简介随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用，为此美国硅通用半导体公司Silicon General）推出SG3525。
MOSFET管经典驱动电路设计大全
在设计便携式设备和无线产品时，提高产品性能、延长电池工作时间是设计人员需要面对的两个问题。
DC-DC转换器具有效率高、输出电流大、静态电流小等优点，非常适用于为便携式设备供电。
目前DC-DC转换器设计技术发展主要趋势有：（1）高频化技术：随着开关频率的提高，开关变换器的体积也随之减小，功率密度也得到大幅提升，动态响应得到改善。
小功率DC-DC转换器的开关频率将上升到兆赫级。
（2）低输出电压技术：随着半导体制造技术的不断发展，微处理器和便携式电子设备的工作电压越来越低，这就要求未来的DC-DC变换器能够提供低输出电压以适应微处理器和便携式电子设备的要求。
这些技术的发展对电源芯片电路的设计提出了更高的要求。
首先，随着开关频率的不断提高，对于开关元件的性能提出了很高的要求，同时必须具有相应的开关元件驱动电路以保证开关元件在高达兆赫级的开关频率下正常工作。
其次，对于电池供电的便携式电子设备来说，电路的工作电压低（以锂电池为例，工作电压2.5～3.6V），因此，电源芯片的工作电压较低。
MOS管具有很低的导通电阻，消耗能量较低，在目前流行的高效DC－DC 芯片中多采用MOS管作为功率开关。
但是由于MOS管的寄生电容大，一般情况下NMOS开关管的栅极电容高达几十皮法。
这对于设计高工作频率DC－DC 转换器开关管驱动电路的设计提出了更高的要求。
在低电压ULSI设计中有多种CMOS、BiCMOS采用自举升压结构的逻辑电路和作为大容性负载的驱动电路。
这些电路能够在低于1V电压供电条件下正常工作，并且能够在负载电容1～2pF的条件下工作频率能够达到几十兆甚至上百兆赫兹。
本文正是采用了自举升压电路，设计了一种具有大负载电容驱动能力的，适合于低电压、高开关频率升压型DC－DC转换器的驱动电路。
电路基于Samsung AHP615 BiCMOS工艺设计并经过Hspice仿真验证，在供电电压1.5V ，负载电容为60pF时，工作频率能够达到5MHz以上。
boost电路输入输出电压与占空比关系及推导过程
boost电路输入输出电压与占空比关系及推导过程文章标题：深度解析boost电路输入输出电压与占空比关系及推导过程一、引言在电子学中，boost电路是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换器，其在各类电子设备、电源系统中都有广泛的应用。
boost电路的核心是通过一个开关器件（通常是MOSFET）来控制输入电压与输出电压之间的转换关系，其工作原理涉及到占空比的控制，而占空比又与输入输出电压之间的关系密切相关。
本文将针对boost电路中输入输出电压与占空比之间的关系展开深入讨论，并推导出相应的数学表达式。
二、boost电路基本原理boost电路是一种升压变换器，其基本结构如图1所示，包括输入电压Vin、开关器件（例如MOSFET）、电感L和输出电压Vout。
在boost电路中，MOSFET的工作由控制信号（通常是由PWM控制）来控制，通过控制MOSFET的导通和关断时间，就可以实现从Vin到Vout的电压转换。
（图1-boost电路基本结构示意图）三、占空比与输入输出电压关系的推导在boost电路中，MOSFET的导通时间与关断时间决定了占空比的大小，假设boost电路的周期为T，其中MOSFET的导通时间为Ton，关断时间为Toff，则占空比D的定义如下：D = Ton / T根据电感电压平衡原理，可得以下关系式：Vin * Ton = Vout * Toff整理上述方程，可得：Vout/Vin = Ton / (Ton + Toff)将Ton和Toff用占空比D表示，则有：Vout/Vin = D / (1 - D)上述关系表明了输入输出电压与占空比之间的直接关系，它告诉我们，在boost电路中，通过控制占空比D，我们可以实现输出电压Vout对输入电压Vin的精确控制。
四、boost电路输入输出电压与占空比关系的深入理解从推导的关系式Vout/Vin = D / (1 - D) 可以看出，占空比D的变化会直接影响到输出电压Vout与输入电压Vin的关系。
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：。
MOS管驱动电路总结
MOS管驱动电路总结在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。
这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。
下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，其中参考了一些资料，非全部原创。
包括MOS管的介绍，特性，驱动以及应用电路。
1，MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小，且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。
下面的介绍中，也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。
顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。
2，MOS管导通特性导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。
但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。
3，MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。
升压电路开关电源计算公式
2、取电容C=470uF计算得输出纹波电压为0.039V。
3、取L=15uH计算ΔI=2.7A。
四、由以上数据可知
1、设计中采用4个470uF电容并联，容值过大，
2、所采的电感值使得ΔI=2.7A，能够满足电流的要求。
Ip为电感的平均输出电流，Ip=Iout
imax和imin为电感的最大电流和最小电流，
ΔI为输出电流的变化量，由图中可以得出，imax-imin=ΔI Ip=（imax+imin）/2 0<ΔI<2 Ip
取ΔI=@Ip @为ΔI与Ip之间的系数Ip=Iin=(Vo×Io)/Vi则电感L的值为
四：由以上公式计算得SU1219R的各项参数为
升压电路开关电源计算公式
一、线路图
二、电容C的计算
当Mosfet-N导通的时候，电感的一端接地，负载所用电流由电容提供。
其中：Io=输出电流，Δu=输出纹波电压，tON= Mosfet-N每个周期的导通时间
输出电流和纹波电压自行设计，需求出其tON
由以上二个公式可以求出C值的大小
三、电感L的计算
电感的输出电流随时间变化的曲线
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。
升压变换电路的工作原理
升压变换电路的工作原理一、引言升压变换电路是一种常见的电源电路，其主要作用是将输入的低电压转换为高电压输出。
在实际应用中，升压变换电路广泛应用于各种领域，如数码产品、通讯设备、医疗器械等。
本文将详细介绍升压变换电路的工作原理。
二、基本概念1. 什么是升压变换？升压变换是指将输入的低电压通过特定的电路转换为输出的高电压。
这种转换方式可以通过不同的方法实现，如使用变压器、电容器等。
2. 什么是开关管？开关管是一种具有开关功能的元件，可以在不同状态下控制电流和电压。
常见的开关管包括MOSFET管、BJT管等。
3. 什么是集成芯片？集成芯片是一种将多个功能模块集成在一个芯片上的微型化器件。
它可以通过不同的设计实现不同的功能，如逻辑运算、存储等。
三、升压变换原理1. 基本结构升压变换电路通常由以下几个部分组成：输入直流稳压源、开关管、输出滤波电容、输出负载等。
其中，输入直流稳压源用于提供输入电压，开关管控制电路的开关状态，输出滤波电容用于平滑输出电压，输出负载则是连接在输出端的负载。
2. 工作原理升压变换电路的工作原理可以分为两个阶段：充能阶段和放电阶段。
在充能阶段，当开关管处于导通状态时，输入直流稳压源向电感线圈提供能量，同时将电容器中的能量储存起来。
在放电阶段，当开关管处于截止状态时，由于自感作用和电容器的反向充放效应，储存在电感线圈和电容器中的能量会通过二极管流回到输出端。
这样就实现了将低电压转换为高电压的目的。
3. 控制方法升压变换电路的控制方法有两种：PWM控制和PFM控制。
PWM控制是指通过改变开关管导通时间比例来控制输出端的平均值，并且可以通过调节频率来实现不同功率级别下的工作；PFM控制则是指根据负载需求来调整开关管导通时间和频率，并且可以实现高效能的输出。
四、常见升压变换电路1. 电感升压变换器电感升压变换器是一种常见的升压变换电路，其主要特点是结构简单、可靠性高。
它通常由输入直流稳压源、开关管、电感线圈、二极管和输出滤波电容组成。
MOS W( MOSFET)基础知识结构,特性驱动电路及应用.docx
MOS W（ MOSFET）基础知识:结构,特性驱动电路及应用MOS管（MOSFET）基础短识:结构，特性驱动电路及应川分析下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，英屮参考了…些资料，非全部原创。
包括M OS管的介绍，特性，驱动以及应用电路。
1, MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET）,可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4 种类型，但实际应用的只有增强熨的N沟道MOS管和增強熨的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS, 或打PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议创根问底。
对于这两种增强MOS管，比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小，且容易制适。
所以开关电源和耳达驱动的应用屮，一燉都用NMOSo下面的介绍中，也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是山于制适工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没令办法避免，后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很求要。
顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。
2, MOS管导通特性导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。
但是，M 然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但山于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动屮，通常还是使用NMOS。
3, MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阴存在，这样电流就会在这个电ffld-.vrt耗能量，这部分消耗的能帚:叫做导通损耗。
lm5030推挽原理
lm5030推挽原理
LM5030是一款高性能、高压升压开关稳压器控制器芯片。
它主要用于驱动高压MOSFET的推挽式开关电路，从而实现高效率的DC-DC升压转换。
推挽式开关电路是一种常见的电源转换拓扑结构，它通过交替地打开和关闭两个功率开关管来实现电压的转换。
LM5030通过控制这两个开关管的工作周期和频率，实现对输出电压的精确调节和稳定。
LM5030的推挽原理主要包括以下几个方面：
1. PWM控制，LM5030采用脉冲宽度调制（PWM）控制方式，通过调节开关管的导通时间来控制输出电压。
当输出电压低于设定值时，控制器增大开关管的导通时间；当输出电压高于设定值时，控制器减小开关管的导通时间。
这种方式可以实现对输出电压的精确控制。
2. 死区控制，在推挽式开关电路中，为了避免两个开关管同时导通而引起短路，需要设置一个“死区时间”，即两个开关管的导通时间不会重叠。
LM5030内置了死区控制逻辑，能够确保开关管的安全工作。
3. 脉冲频率调制，LM5030还支持脉冲频率调制（PFM）功能，当负载较小时，控制器会自动切换到PFM模式，降低开关频率以提高效率。
4. 过流保护，LM5030具有过流保护功能，当输出短路或超负荷时，控制器会立即停止开关管的导通，保护电路不受损坏。
总的来说，LM5030通过PWM控制、死区控制、PFM功能和过流保护等多种技术手段，实现了高效的推挽式开关电路控制，能够满足各种高压升压转换的应用需求。
基于MOSFET的小功率双向变换DC-DC变换器设计
第40卷第5期2021年5月Vol.40 No.5May. 202]绵阳师范学院学报Journal of Mianyang Teachers ” CollegeDOI : 10.16276/kixn51- 1670/g.2021.05.006基于MOSFET 的小功率双向变换DC-DC 变换器设计谢驰1,孙幸临1,刘影（1.四川大学锦城学院智能制造学院，四川成都611731 ；2,电子科技大学机械与电气工程学院，四川成都611731）摘 要：DC-DC 变换器被广泛应用于分布式供电体系领域.本文分别用IGBT 和MOSFET 搭建可逆DC-DC 变换器，实现24 V 到12 V,相应速度为100 ms 的双向变换小功率DC-DC 变换器设计.通过MATLAB/Simulink 仿 真验证了基于MOSFET 搭建的电路得到的电压值波形浮动为0.IV ,相比于IGBT 模型更为稳定.关键词：MOSFET ： DC-DC 变换器；小功率；Boost-Buck中图分类号：TM44 文献标志码：A 文章编号：1672-612X （2021）05-0027-050引言DC-DC 变换器是指将一固定直流电压转变为另一固定直流电压的转换器巴DC/DC 变换器大致可以分为 三类:升压型DC/DC 变换器（Boost 变换器）、降压型DC/DC 变换器（Buck 变换器）以及升降压型DC/DC 转换 器（Boost-Buck 变换器）［2-3］. DC-DC 变换器是一种能高效实现宜流到宜流功率变换的集成混合功率器件，主 要应用了高频功率变换技术，也就是将直流电压通过功率开关转换成高频开关电压•常用的调制方式有:PFM 调制方式（脉冲频率调制方式），PWM 调制方式（脉冲宽度调制方式）和调频调宽混合调制PWM 调制方式是定频调宽控制方式，这种控制方法是保持斩波周期T 不变，只改变斩波器的导通时间 T on .特点是:斩波器的基本频率固定,所以滤除高次谐波的滤波器设计比较容易• PFM 调制方式是定宽调频控 制方式，这种控制方式是保持导通时间几不变，而改变斩波周期T.特点是斩波回路和控制电路简单,只有频 率是变化的■ PWM 调制方式滤波和控制都十分容易，纹波电压小，且开关频率固定，所以噪声滤波器设计比较 容易,消除噪声也较简单血"■在本文设计中，选择使用PWM 调制方式来进行对DC-DC 变换器的控制.1电路设计本文设计DC-DC 变换的拓扑结构，实现电池的充放电自动切换控制，通过对双向DC-DC 变换器工作原理进行研究，实现对电池的充放电自动切换控制的电路设计，要求如下:输入电压24 V,输出电压12 V,充放电切换响应时间不大于100 ms.设计总体框图如图］所示■双向DC/DC 变换电路采用Busk-Boost 变换器拓扑结构如图2所示.图1设计总体框图Fig.l The overall design diagram图2是一个Buck-Boost 变换器，它由2个全控型器件S1和S2控制.在这个电路中,S1和Diode2组成了 降压斩波电路，由电源向电池供电,S2和Diodel 组成了升压斩波电路，由电池向电源反馈电能.二者不会同时 工作，如果S1和S2同时导通，将会使电源短路,进而损坏器件.其中Buck 变换器拓扑结构如图3所示.收稿日期=2020-11-27第一作者简介:谢驰（1956-）,女，四川自贡人，教授，博士，研究方向:机械设计及智能测试技术.*通信作者简介:刘影（1984-），女，四川成都人，副教授，博士，研究方向:信号与信息处理，智能电网技术.• 27 •绵阳师范学院学报(自然科学版)16)Fro m 2S1DiodelB 911 ar.图2 Buck-Boost 变换器拓扑结构Fig.2 The topology of Buck-boost converter 图3 Buck 变换器拓扑结构Fig.3 The topology of Buck converter 图3是一个Buck 变换器，它由一个全控型器件S 控制，当S 导通时，电源匕向负载供电，负载电压 U 。
--MOSFET升压变换电路
一、实验目的(1)加深理解MOSFET升压变换电路的工作原理。
(2)掌握MOSFET升压斩波参数选取(3)掌握设计MOSFET升压变换电路方法(4)掌握用MATLAB仿真升压变换电路的调试步骤和方法。
(5)熟悉升压变换电路输出电压电流波形及电感的电压电流波形。
二、实验要求(1)输入电压4-6V，输出电压15V，纹波电压为输出电压的0.2%。
(2) R=10Ω，频率40Hz。
(3)电流连续。
三、实验设备及仪器场效应晶体管Matlab仿真软件四、实验线路及原理图1 升压变换电路原理图i i o图2 升压斩波电路工作波形升压变换电路的工作原理：首先假设电路中的电感L 值很大，电容C 值也很大，T 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定，电容C 向负载R 供电，输出电压O U 恒定。
T 处于断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。
设 T 通态的时间为on t ,此阶段L 上积蓄的能量为： 设T 断态的时间为off t ,则此期间电感L 释放能量为： 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等，即化简得由于上式中的/1off T t >，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
其中，/1off T t >表示升压比，调节其大小，即可改变输出电压o U 的大小，调节方法与改变占空比α的方法类似。
将升压比的倒数记作β，即 ，则β和α关系为 ，因此 说明：当所选的C 能达到所需的输出滤波要求时L 可以选的足够大，以便使开关变换器保持在连续的工作状态，但电容器本身没有完美的电器性能所以其内部的等效串联电阻将消耗一些功率。
另外，等效串联电阻上ont EI 1()off 1o t I E U -offo on t I E U t EI 11)(-=E t TE t t t U offoff off on o =+=1αβ+=offtTβ=111o U E E βα==-的压降会产生输出纹波电压，要减小这些纹波电压只能靠减少等效串联电阻的值和动态电流的值。
电力电子技术课程设计-电流可逆斩波电路(MOSFET)-正文
电流可逆斩波电路（MOSFET ）1 设计要求与方案设计一电流可逆斩波电路（MOSFET ）, 已知电源电压为400V, 反电动势负载, 其中R 的值为5Ω、L 的值为1 mH 、E=350V, 斩波电路输出电压250V 。
电流可逆斩波主电路原理图如图1.1所示。
a)b)M 图1 .1 电流可逆斩波电路的原理图及其工作波形a ）电路图b ）波形 2 原理和参数2.1 设计原理如图1.1: V1和VD1构成降压斩波电路, 由电源向直流电动机供电, 电动机为电动运行, 工作于第1象限；V2和VD2构成升压斩波电路, 把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源, 使电动机作再生制动运行, 工作于第2象限。
必须防止V1和V2同时导通而导致的电源短路。
只作降压斩波器运行时, V2和VD2总处于断态；只作升压斩波器运行时, 则V1和VD1总处于断态；第3种工作方式: 一个周期内交替地作为降压斩波电路和升压斩波电路工作。
当降压斩波电路或升压斩波电路的电流断续而为零时, 使另一个斩波电路工作, 让电流反方向流过, 这样电动机电枢回路总有电流流过。
在一个周期内, 电枢电流沿正、负两个方向流通, 电流不断, 所以响应很快。
2.2 参数计算V1 gate 信号的参数: 输出Uo大小由降压斩波电路决定, 根据, 已知Ui=400V, Uo=250V, 不妨取T=0.001s, 则ton=0.000625s, 占空比为62.5%。
V2 gate 信号的参数：由于电感只有1mH, 释放磁场能的时间不易计算, 可在后面仿真时再确定。
T=0.001s, 占空比粗略地取为30%, V2 gate 信号触发延时间：（62.5%+（1-30%））*0.001=0.000725s。
3 驱动电路分析与设计图3.1 驱动电路原理图功率MOSFET驱动电路的要求是:（1）开关管开通瞬时,驱动电路应能提供足够充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值,保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡；（2）开关管导通期驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定可靠导通；（3）关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放,保证开关管能快速关断；（4）关断期间驱动电路最好能提供一定的负电压避免受到干扰产生误导通;（5）另外要求驱动电路结构简单可靠,损耗小,根据情况施加隔离。
升压 功率损耗
升压功率损耗
升压是一种常见的电路操作，用于将较低的电压升高到更高的电压水平。
在升压过程中，会存在一定的功率损耗，这些损耗可能来自多个方面。
首先，升压过程中会存在能量转换的损耗。
升压电路通常包括一个开关器件（如晶体管或 MOSFET）和一个储能元件（如电感或电容）。
当开关器件导通时，电流流经储能元件，能量被储存；当开关器件断开时，储能元件释放能量，将电压升高。
在这个过程中，由于开关器件的导通和断开会产生一定的电阻和电感，导致能量在转换过程中发生损耗。
其次，升压电路中的元件也会产生一定的损耗。
例如，开关器件在导通和断开时会有导通电阻和开关损耗，储能元件也会有等效串联电阻（ESR）和电感损耗。
这些损耗会导致部分能量转化为热能，从而降低了升压的效率。
此外，升压电路的设计和工作条件也会影响功率损耗。
不合理的电路布局、过高的工作频率、过大的电流或电压等因素都可能导致更大的损耗。
为了减少升压过程中的功率损耗，可以采取以下措施：优化电路设计，选择低损耗的元件，降低工作频率，合理选择电感和电容的值，以及良好的散热措施等。
此外，在实际应用中，还可以根据具体需求选择高效的升压电路拓扑结构，如Boost 升压电路或 SEPIC 升压电路等。
需要注意的是，升压过程中的功率损耗是不可避免的，但可以通过合理的设计和优化来尽量减少损耗，提高升压的效率。
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一、实验目的
(1)加深理解MOSFET升压变换电路的工作原理。
(2)掌握MOSFET升压斩波参数选取
(3)掌握设计MOSFET升压变换电路方法
(4)掌握用MATLAB仿真升压变换电路的调试步骤和方法。
(5)熟悉升压变换电路输出电压电流波形及电感的电压电流波形。
二、实验要求
(1)输入电压4-6V，输出电压15V，纹波电压为输出电压的0.2%。
(2) R=10Ω，频率40Hz。
(3)电流连续。
三、实验设备及仪器
场效应晶体管Matlab仿真软件
四、实验线路及原理
图1 升压变换电路原理图
i GE
i o
I 1
图2 升压斩波电路工作波形
升压变换电路的工作原理：首先假设电路中的电感L 值很大，电容C 值也很大，T 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定，电容C 向负载R 供电，输出电压O U 恒定。
T 处于断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。
设 T 通态的时间为on t ,此阶段L 上积蓄的能量为： 设T 断态的时间为off t ,则此期间电感L 释放能量为： 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等，即
化简得
由于上式中的/1off T t >，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
其中，/1off T t >表示升压比，调节其大小，即可改变输出电压o U 的大小，调节方法与改变占空比α的方法类似。
将升压比的倒数记作β，
即 ，则β
和α关系为 ，因此 说明：当所选的C 能达到所需的输出滤波要求时L 可以选的足够大，以便使开关变换器保持在连续的工作状态，但电容器本身没有完美的电器性能所以其内部的等效串联电阻将消耗一些功率。
另外，等效串联电阻上
on
t EI 1()off 1o t I E U -off
o on t I E U t EI 11)(-=E t T
E t t t U off
off off on o =+=
1αβ+=off
t
T
β=11
1o U E E βα
==
-
的压降会产生输出纹波电压，要减小这些纹波电压只能靠减少等效串联电阻的值和动态电流的值。
类似的电容C选择，经常由纹波电流的大小决定。
截止频率f的高低，LC的大小，都将影响输出纹波电压。
在实际设计过程中，选择L和C时，要综合考虑重量、尺寸以及成本等因素。
从改善动态特性看，可考虑小电感量、大电容值。
升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：一是L储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C可将输出电压保持住。
在以上分析中，认为T处于通态期间因电容C的作用使得输出电压U0不变，但实际上C值不可能为无穷大，在此阶段其向负载放电，输出电压必然会有所下降，故实际输出电压会略低，不过在电容C足够大时，误差很小，基本可以忽略。
五、MATLAB降压斩波仿真
图3 Matlab仿真电路图
设置模型参数
1.主开关可使用MOSFET，开关频率为40Hz
2.输入5V，输出15V，可确定占空比Dc=0.667
3.电感Lc=R2*D C（1-Dc）2T S=10/2*0.667*(1-0.667）2*1/40=8.95e-3H
要使电流临界连续L=Lc
4.根据纹波要求计算电容：C=U 0D Cmax Ts R U0=24.3e-3F
六、MATLAB各元件的参数设置
1.电源
2.电感
4.MOSFET
6.二极管
8.Multimeter
9.输出波形
七、结论与心得
通过这次课程设计，我知道了在做这样一个课程设计时，应该从什么地方着手，应该怎样构造自己的思路，怎样把所学的理论知道应用到实践中去，在设计过程中，进一步并巩固了所学的知识，对这门课程有了更深的了解；通过上网及其图书馆查阅文献，使我们开阔了视野，了结了更多的前沿知识；这次课程设计极大的锻炼了我们的动手能力，同时也提高各个学科的综合能力。
感谢x老师对我们的耐心指导，使我们对Matlab仿真软件有了更深一步的了解，在这次试验中也让我们知道到了团队的力量。
八、参考文献
【1】电力电子技术———————张加胜，张磊主编
【2】电力电子技术实践指导————刘丽萍，朱琼，高克攀主编
【3】电力电子应用技术——————上海理工大学，莫正康主编
【4】模拟电子技术——————胡宴如主编。