干货 | 快速搞懂DC-DC升压电路和DC-DC升压模块原理
一、什么是 DC-DC 转换器?
DC-DC 转换器是一种电力电子电路,可有效地将直流电从一个电压转换为另一个电压。
DC-DC 转换器在现代电子产品中扮演着不可或缺的角色。这是因为与线性稳压器相比,它们具有多项优势。尤其是线性稳压器会散发大量热量,与 DC-DC 转换器中的开关稳压器相比,它们的效率非常低。
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路
在介绍 DC-DC 转换器 的工作原理之前,看一个示例,为什么 DC-DC 转换器这么有用?假设构建一个具有以下要求的电路:
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路
2Ω 负载电阻
12V 直流电源
5V 负载电压
我们需要降低 12V 电池的电压,为负载提供 5V 电压。我们可以将一个2.8Ω的电阻与负载串联,以提供所需要的电压。
先计算电路的效率如下:
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路
从这些计算中,我们可以看到负载仅仅消耗了 12.5W 的输入功率,剩余部分 (30 – 12.5 = 17.5 W) 转化为热量。
照这么来看,其实是有点浪费的,如果触摸串联电阻,会有点热,这里需要结合机制来冷却电路,为了获得更优的解决方案,可以看下面的电路:
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路
开关断开时,输入电压为 0V,控制在 ON 位置时,输入电压为 12V。下图分别显示了开关位置 ON 和 OFF 的等效电路。
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路等效电路
如果我们如下图(a)所示控制开关,我们得到如下图(b)所示的电压图。T为切换周期,单位为毫秒或微秒。
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路
在这种情况下,这种开关行为的平均输出电压为 5V,因为:
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路
该电路的平均输出电压为5V,但我们可以通过使用RC滤波电路去除谐波来改善输出波形。
如果我们假设开关是理想的(理想开关是不消耗或耗散电源的开关),我们可以计算出该电路的效率为 100%。当开关处于 ON 位置时,流过电路的电流为 6A。
由于我们有一个理想的开关,耗散功率为 P_diss = RI 2 = 0 * 9 2 = 0W。当开关处于关闭位置时,没有电流流过开关,因此在这种情况下,耗散功率也为 0。
然而在实际应用中,找到一个理想的开关是比较困难的,这就意味着实际上会有一些功耗,虽然有功耗,但转换的效率仍旧很高。
二、DC-DC 升压电路
DC-DC 升压电路主要是增加电源的电压,例如:升压转换器可以采用 5V 电源并将其升压至 25V。通常,你会在电池充电器或太阳能电池板中找到 DC-DC 升压转换器。它们还可用于从同一电池为具有不同工作电压的组件供电。
这种配置将直流电压升高到由电路中组件选择决定的水平。这是升压转换器的一般示意图。
1、升压开关打开状态
![](/assets/blank.gif)
升压开关 ON 状态
2、升压开关关闭状态
![](/assets/blank.gif)
升压开关关闭状态
基本配置包括直流电源(Vin)、电感(L)、二极管(D)、开关器件(SW)、平滑电容(C)和负载电阻(Load),Vout 是输出电压。
开关通常是功率电子器件,例如由 PWM 信号控制的 MOSFET或BJT 晶体管。该 PWM 信号通过非常快速地切换晶体管来工作,通常每秒数千次。
三、DC-DC 升压电路工作原理
假设当前的电压是 5V,需要将 5V 转换为更高的电压值,用 DC-DC 升压电路就可以实现,这里假设我们是管道工。
1、涡轮加速
首先我们需要加速涡轮。为此,节气门打开,水快速排放,将部分能量传递给涡轮机,结果涡轮机开始旋转。
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路工作原理
2、填充压力储罐
油门关闭,由旋转的涡轮飞轮半部推动的一部分水打开阀门并填充储水箱,另一部分水在储水箱提供的高压下流向消费者,同时阀门防止水倒流。
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路工作原理
3、从压力储罐发电并加速涡轮机
涡轮的速度开始下降。水不能再推动阀门,储水箱仍有足够的能量积累。然后油门再次打开,水开始快速旋转涡轮。由于消费者从储罐接收能量,因此流向消费者的能量不会停止,然后循环重复。
现在工作原理已经很清楚了,我们将从管道设备切换到电子设备。
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路工作原理
我们用感应节流阀代替了涡轮机。晶体管用于代替控制水流的节流阀。二极管起阀门作用,用电代替储压罐。
下面就可以很好的理解,DC-DC 升压电路的工作原理。
1
电感累积电荷
开关已关闭,电感通过从源接收电流来积累能量。
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路工作原理
2
将能量转移到电容
开关打开,线圈保持磁场中积累的能量。电流试图保持在同一水平,但来自电感的额外能量会提高电压,从而打开通过二极管的路径。一部分能量流向消费者,而剩余能量在电容器中积累。(买电子元器件现货上唯样商城)
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路工作原理
3
在电感中积累能量并将电荷转移给消耗的电路
然后开关被锁定,线圈再次开始积累能量,同时,消耗的从电容接收能量。
![](/assets/blank.gif)
DC-DC 升压电路工作原理
直接转载来源:今日头条李工谈元器件, 如有侵权,请联系删除,谢谢!
转载链接:
https://www.toutiao.com/article/7137947444272235023/
声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有,如涉及侵权,请后台联系小编进行处理。
干货 | 快速搞懂DC-DC升压电路和DC-DC升压模块原理相关推荐
- 快速搞懂平面设计视觉思维的窍门
在这个商业氛围很浓的社会中,各种设计海报让人眼花缭乱,如何脱颖而出?需要靠设计的视觉冲击力.所以做平面设计中,要掌握好视觉设计思维,才能更胜一筹.这里给大家讲几个小窍门,让你们快速搞懂平面设计视觉思维 ...
- 一文快速搞懂Kudu到底是什么
文章目录 引言 文章传送门: Kudu 介绍 背景介绍 新的硬件设备 Kudu 是什么 Kudu 应用场景 Kudu 架构 数据模型 分区策略 列式存储 整体架构 Kudu Client 交互 Kud ...
- 一文快速搞懂对95%置信区间的理解
一文快速搞懂对95%置信区间的理解 综合知乎上各大神的解答和网络资料得到本文对95%置信区间的理解 先给出结论 最常出现的对置信区间的错误理解: 在95%置信区间内,有95%的概率包括真实参数 (错 ...
- 5个品牌案例,6张优质模板,帮你快速搞懂「商业模式画布」!
新入职.新行业,新人如何快速搞懂它的业务模式?新领域.新业务,投资人如何快速搞明白一个公司?新商机.新模式,创业者如何快速一个业务的商业前景? 推荐大家使用商业模式画布,它可以让你轻松看透商业模式.对 ...
- 怎么从转移特性曲线上看dibl_「科普向」这篇让你快速搞懂IGBT的静态特性
IGBT的静态特性其实并非难以理解的东西,即便是对于外行人而言. 刚接触那会儿,看到转移特性.输出特性之类的就想溜之大吉,加之网上查询的资料一概笼统简单,只描述特性曲线所表示的关系结果,却并不解释曲线 ...
- 如何快速搞懂一家公司?
如果没有快速作为前提,你的搞懂,价值会大打折扣 一.研究一家公司需要的宏观视野 1.把握长期明确趋势 看清宏观大背景能为你搞懂公司做出铺垫,同时看清这个公司和宏观的密切程度是怎样的,也决定了需要多大程 ...
- 快速搞懂Lombok使用与原理
1 简介 Lombok是一款好用顺手的工具,就像Google Guava一样,在此予以强烈推荐,每一个Java工程师都应该使用它.Lombok是一种Java™实用工具,可用来帮助开发人员消除Java的 ...
- 19 种典型二极管应用电路,电路图+工作原理,一文总结,快速搞懂
今天给大家分享19 个典型二极管应用电路,都是一些常用到并且典型的电路.(篇幅较长,建议收藏后,观看,图片可以点击放大.) 具体是以下19 种典型二极管应用电路: 1.二极管保护电路 2.二极管整流电 ...
- 如何快速搞懂数字孪生的本质? by 傅一平
在信息领域,一个概念有多种解释已是司空见惯的事情.不过大多概念虽然在开始出现时含义模糊,定义不明,但经过一段时间讨论和沉淀之后,会逐渐形成一致的看法,比如云计算.而数字孪生(DT)很有意思,它一开始的 ...
最新文章
- 解决Mask RCNN训练时GPU内存溢出问题
- 华为nova7se能云闪付吗_如何看待11月5日发布的华为nova8 se,性价比怎样?
- Please make sure you have the correct access rights and the repository exists.问题解决
- 安卓机更新系统会卡吗_iOS13.3系统值得更新吗?信号怎么样?续航改善了没有?...
- SQL Server 急救包(First Responder Kit)入门教程
- jquery 加载显示loading图标_王者荣耀100强什么意思?loading界面左上角100强有什么含义...
- maven ...../.m2/settings.xml
- 【模拟信号】基于matlab调频信号产生+解调【含Matlab源码 986期】
- 基于Java+MySQL的GPS定位学生在线人脸考勤签到系统
- ncm转MP3的工具
- sqlserver查询语句实例
- 钉钉视频下载地瓜网络钉钉视频下载器
- 2019年京东面试题-洗咖啡杯问题【贪心和动态规划】
- 通过泰勒展开求自然常数e,R语言实现
- 在EXCEL电子表格中怎么把页面调成横向的
- java生成树形Excel_poi从excel中读取父子关系型(树形)数据结构到数据库
- 计算机网络——基于IP多播的网络会议程序
- 电脑软件:推荐八款图片处理工具,值得收藏
- “数据折叠”:今天,那些人工智能背后“标数据的人”正在回家
- Linux下的回收站trash
热门文章
- 《淘宝技术这十年》读书笔记: 分布式时代和中间件
- 什么是文献的著录?著录的格式及书写方法
- 基于C语言的矩阵运算库
- 怎么编辑pdf文件,在pdf上修改文字
- java恒美服饰原材料采购预约配送系统计算机毕业设计MyBatis+系统+LW文档+源码+调试部署
- PHP导出Excel单元格自动换行
- docker映射端口绕过防火墙可以直接访问问题解决
- 7-18 大笨钟 (10分)
- 领英顶尖公司排行榜数据报告
- python Name Entity Recognition(NER) extract company name 命名实体识别 提取公司名