什么是升压转换器?
升压转换器是一种电力电子转换器,用于将低电压转换为高电压。它是DC-DC(直流-直流)转换器的一种,通常用于各种应用,包括电源管理、电池充电、LED驱动等。
升压转换器的工作原理基于电感储能和开关控制。当输入电压低于输出电压时,升压转换器能够将输入电压提升到较高的输出电压。升压转换器通过内部MOSFET对电压充电来达成升压输出的目的,而当MOSFET关闭时,通过负载整流使该电感放电。电感充电及放电间的转换过程,会反转经过该电感的电压方向,进而逐步将电压拉抬得比输入电压更高。MOSFET的切换占空比决定了升压比;回授回路则控制占空比以维持稳定的输出电压。输出电容扮演缓冲角色,以降低输出电压纹波。
升压转换器的结构包括输入电源、开关管、电感、二极管、输出电容和负载。当输入电源的电压低于输出电压时,开关管会被打开,电感中的电流开始增加。当开关管关闭时,电感中的电流会继续流动,但由于电感的自感作用,电流会产生反向电势,使得电流继续流动。这时,二极管会被打开,电流会通过输出电容和负载,从而实现电压的升高。
接下来小编给大家分享一些升压转换器电路图,以及简单分析它们的工作原理。
升压转换器电路图分享
1、基于IC LT8330的升压转换器电路图
如果我们需要从低压电源获得高电压,那么我们使用传统的DC-DC升压转换器电路,但问题是这些电路体积庞大,使得电路设计更加复杂。在此原型设计中,我们使用 Analog Devices IC LT8330 的紧凑且功能强大的升压转换器。该升压转换器采用低输入电源,并以最少的外部元件提供高电压输出。
电路图中表示的所有元件都是SMD元件,最好组装在印刷电路板上。
IC LT8330 可以采用 3V 至 40V 输入作为输入电压范围,该 IC 可配置为升压、SEPIC 或反相转换器,具有非常低的静态电流。借助内部补偿电流模式架构,该 IC 可在宽输入和输出电压范围内稳定运行。
2、高功率升压转换器电路图
升压转换器是一种升压转换器,它接受输入电压并将升压电压作为输出提供给负载。最近我设计了一种能够处理高负载的高功率升压转换器。我们先来看看它的规格。
您是否注意到升压转换器电路不同部分上的不同接地符号?不,这不是一个错误。电路的开关部分与输出电隔离。这主要是因为 MOSFET 在短导通角期间会将大电流传导至接地轨。通常,接地轨不利于吸收如此大的电流,并且会升高零伏接地电位。
这是射频噪声进入输出的绝佳机会。通过使用射频变压器,可以有效地将电路两部分的接地轨分开。这种变压器应采用粗线作为初级,细线作为次级,手工绕制在空芯上。射频变压器通常需要一些技巧才能正常工作,但有大量关于该主题的文献,因此我将让您来了解如何缠绕变压器。对我有用的东西可能对你不起作用。
无论如何,电流分离可能会导致控制输出电压的伺服环路出现问题。这就是电路中最重要的部分(光耦合器)发挥作用的地方。由于输出与输入在电气上分离,因此伺服环路需要不同类型的载波来命令输入。实际上有几种选择,但就操作速度和简单性而言,这似乎是最好的。
该电路的核心是555定时器。其主要目的是生成高频脉冲,用于操作 MOSFET(主要开关器件)。由于恒定的脉冲序列会导致负载变化时输出不稳定,因此伺服环路根据输出电压与负载的关系控制脉冲持续时间和定时器的频率。较重的负载会导致 MOSFET 开关速度变慢,从而在 RF 变压器中感应出更高的磁场,进而导致输出产生更多能量的脉冲以保持输出电压稳定。
输入滤波至关重要,因为在最初的毫秒左右,没有输出电压,并且射频变压器努力将电压升高到给定电位。这几乎会在第一时间造成短路,峰值电流超过 50A。具有足够高电容储存器的输入滤波器将阻止直接来自电源的巨大电流消耗,而是来自电容器存储的能量。输入扼流圈进一步减少了电流消耗,因为电感器通常会抑制通过它的电流突然变化。
3、使用LTC3440的简单5V升压转换器电路图
此处显示了一个使用 LTC3440 的简单 5V 升压转换器。 LTC3440 是一款高效率 DC-DC 转换器,可在低于、高于或等于输出电压的输入电压下工作。在同步整流方面,LTC3440 提供高达 96% 的效率并保证高达 600mA 的输出电流。该IC内置一个同步振荡器,其频率可在300 KHz至2 MHz之间调节。
在电路中,LTC3440 连接为 5V 升压转换器,能够从 2.7 至 4.2V 的输入电压提供稳定的 5V 输出 @ 300mA。电阻器 R4 用于设置振荡器频率,而电阻器 R1 和 R2 用于设置输出至 5 伏。电阻R3和电容C1组成频率补偿网络,C3作为输入旁路电容。 S1为关断开关,C2为输出滤波电容。
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