電感在DC-DC升壓電路的工作原理

今天我們探討電感實際電路工作的應(yīng)用問題，在實際電路中主要是利用電感的通低頻阻高頻，通直流阻交流特性設(shè)計不同電路，下面我們來看一看電感在DC-DC的升壓電路的工作原理。

如圖1所示是一種典型的DC-DC的升壓電路，在手機應(yīng)用電路中，通常需要通過升壓電路來驅(qū)動顯示屏背光亮度，除了手機外還有電視機和微波爐，其次還有捕蠅器、電蚊拍等都需要將電源的電壓進行升壓。

1、開關(guān)S閉合：

圖1

圖2

如圖1所示，當開關(guān)S閉合時，a、b、d構(gòu)成閉合回路，電源E通過電感產(chǎn)生從小到大的電流i，此時t1（如圖2中t1→t2）電流頻率趨近高頻，根據(jù)楞次定律（增反減同），電感產(chǎn)生感應(yīng)電流方向與原電流i相反，感應(yīng)電流阻礙i變化，電感感應(yīng)電流方向為b→a，也就是說電源電流i在電感上轉(zhuǎn)為磁能存儲了下來，直到t2時電流i最大，阻礙力也是最大，電感存儲的磁能也為最大。再接著t2過后電流傾向平緩，電流頻率趨近直流，電感阻礙減弱，多余的電流通過開關(guān)，組成閉合回路流向負極。

2、開關(guān)S斷開：

圖3

圖4

如圖3所示，當開關(guān)S斷開時，a、b、d構(gòu)成不了閉合回路，電源E流過電感電流瞬間從大到大i，此時t3（如圖4中t3→t4）電流頻率趨近高頻，根據(jù)楞次定律（增反減同），電感產(chǎn)生感應(yīng)電流方向與原電流i相同，感應(yīng)電流阻礙i變化，電感感應(yīng)電流方向為a→b，也就是說電源電流i在電感上將已轉(zhuǎn)的磁能開始轉(zhuǎn)換為電流，此時電流方向通過二極管a→b→c→d，即b點的電壓為電感感應(yīng)電動勢e加上原電源的電壓E，它們一起通過二極管D1向電容C充電存儲下來，并同時向負載輸出電壓U0，如果不考慮二極管的壓降，U0=E+e。其中感應(yīng)電壓大小可以用一個公式表示：

該式表明感應(yīng)電壓大小與電感大小、單位時間電流變化率有關(guān)。

所以此時的電壓U0高于電源電壓E。直到t2時電流i最小，阻礙力也是最小，電感存儲的磁能也基本快轉(zhuǎn)換結(jié)束。

接下來通過開關(guān)不斷地閉合、斷開，就可以不斷地輸出電壓U0，且該電壓U0高于電源電壓E，從而起到升壓的目的。

3、開關(guān)換成場效應(yīng)管：

如果我們把開關(guān)換成如圖6所示的場效應(yīng)管Q1，場效應(yīng)管柵極e控制信號能夠有一種信號如圖5這樣的信號控制著開關(guān)的閉合、斷開，即在t1時間開關(guān)閉合，在t2時間開關(guān)斷開，我們把這樣的信號叫做PWM脈沖信號，就同樣能輸出高壓電壓U0。

圖5

圖6