boost电路原理及参数核算

2017-11-13 09:05分类：电子技术阅读：

boost电路原理及参数核算
BOOST升压电路的部件功用
　　boost升压电路电感的效果：是将电能和磁场能彼此改换的能量改换器材，当MOS开关管闭合后，电感将电能改换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能改换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后经过二极管和电容的滤波后得到滑润的直流电压供应给负载，因为这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能改换为电能的叠加后构成的，所以输出电压高于输入电压，既升压进程的完毕；
　　boost升压电路的肖特基二极管首要起阻隔效果，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，此刻二极管反偏截止，使此电感的储能进程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量经过二极向负载供电，此刻二极管正导游通，央求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供应到负载端。闭合开关会致使经过电感的电流添加。翻开开关会推动电流经过二极管流向输出电容。因储存来自电感的电流，多个开关周期往后输出电容的电压添加，效果输出电压高于输入电压。
[批改本段]-->BOOST升压电路的作业原理
　　根柢电路图见图一：

　　假定那个开关（三极管或许mos管）现已断开了很长时刻，悉数的元件都处于抱负状况，电容电压等于输入电压。
　　下面要分充电和放电两个有些来阐明这个电路
　　充电进程
　　在充电进程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如图二，开关（三极管）处用导线替代。这时，输入电压流过电感。二极管避免电容对地放电。因为输入是直流电，所以电感上的电流以必定的比率线性添加，这个比率跟电感巨细有关。跟着电感电流添加，电感里储存了一些能量。

　　放电进程
　　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，因为电感的电流坚持特性，流经电感的电流不会立刻变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而正本的电路已断开，所以电感只能经过新电路放电，即电感初步给电容充电，电容两头电压添加，此刻电压现已高于输入电压了。升压完毕。

　　说起来升压进程便是一个电感的能量传递进程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。
　　假定电容量满意大，那么在输出端就能够在放电进程中坚持一个继续的电流。
　　假定这个通断的进程不断重复，就能够在电容两头得到高于输入电压的电压。
　　一些抵偿1 AA电压低,反激升压电路制约功率和功率的瓶颈在开关管,整流管,及别的损耗(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,咱们相同,无特征,在输出3.3V时,整流损耗约百分之十.
　　3 .开关管,要害在这儿了,拓宽量要满意进丰满,导通压降必定要小,是成功的要害.一共才一伏,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逾越0.2--0.3V,单只做不到就多只并联.......
　　4 最大电流有多大呢?咱们简略点就算1A吧,正本是不止的.因为功率低会逾越1.5A,这是均匀值,半周供电时为3A,实习电流波形为0至6A.所以咱主张要用两只宣称5A实习3A的管子并起来才华牵强抵御.
　　5 现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子,所以咱主张用土电路就够抵御洋电路了.
　　开关管导通时，电源经由电感-开关管构成回路，电流在电感中转化为磁能储存；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-负载构成回路，完毕升压功用。已然如此，跋涉改换功率就要从三个方面着手：
　　1.尽或许下降开关管导通时回路的阻抗，使电能尽或许多的转化为磁能；
　　2.尽或许下降负载回路的阻抗，使磁能尽或许多的转化为电能，一同回路的损耗最低；
　　3.尽或许下降操控电路的耗费，因为对于改换来说，操控电路的耗费某种含义上是糟蹋掉的，不能转化为负载上的能量。
　　具体核算
　　已知参数：
　　输入电压：12V --- Vi
　　输出电压：18V ---Vo
　　输出电流：1A --- Io
　　输出纹波：36mV --- Vpp
　　作业频率：100KHz --- f
　　1、占空比
　　安稳作业时，每个开关周期，导通时期电感电流的添加等于关断时期电感电流的削减，即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),拾掇后有
　　don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入，don=0.572
　　2、电感量
　　先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量
　　其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io)，参数带入，Lx=38.5uH,
　　deltaI=Vi*don/(L*f)，参数带入，deltaI=1.1A
　　当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的添加改动较显着，
　　当电感的电感量大于此值Lx时，输出纹波随电感量的添加简直不再变小，因为添加电感量能够减小磁滞损耗，别的思考输入不坚决等别的方面影响取L=60uH，
　　deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入，deltaI=0.72A，
　　I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(1/2)*deltaI，
　　参数带入，I1=1.2A,I2=1.92A
　　3、输出电容：
　　此例中输出电容挑选位陶瓷电容，故 ESR能够疏忽
　　C=Io*don/(f*Vpp),参数带入，
　　C=99.5uF，3个33uF/25V陶瓷电容并联
　　4、磁环及线径：
　　查找磁环手册挑选对应峰值电流I2=1.92A时磁环不丰满的适宜磁环
　　Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2)，参数带入，irms=1.6A
　　按此电流有用值及作业频率挑选线径
　　别的参数：
　　电感：L 占空比：don
　　初始电流：I1 峰值电流：I2 线圈电流：Irms
　　输出电容：C 电流的改动：deltaI 整流管压降：Vd