升壓式DC/DC變換器主要用于輸出電流較小的場合,只要采用1~2節(jié)電池便可獲得3~12V工作電壓,工作電流可達(dá)幾十毫安至幾百毫安,其轉(zhuǎn)換效率可達(dá)70%-80%。
升壓式DC/DC變換器的基本工作原理如圖所示。
電路中的VT為開關(guān)管,當(dāng)脈沖振蕩器對雙穩(wěn)態(tài)電路置位(即Q端為1)時,VT導(dǎo)通,電感VT中流過電流并儲存能量,直到電感電流在RS上的壓降等于比較器設(shè)定的閩值電壓時,雙穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位,即Q端為0。此時VT截止,電感LT中儲存的能量通過二極管VD1供給負(fù)載,同時對C進(jìn)行充電。當(dāng)負(fù)載電壓要跌落時,電容C放電,這時輸出端可獲得高于輸大端的穩(wěn)定電壓。輸出的電壓由分壓器R1和R2分壓后輸入誤差放大器,并與基準(zhǔn)電壓一起去控制脈沖寬度,由此而獲得所需要的電壓,即
式中:VR——基準(zhǔn)電壓。
DC/DC的工作原理!
根據(jù)調(diào)整管的工作狀態(tài),我們常把穩(wěn)壓電源分成兩類:線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源。
線性穩(wěn)壓電源,是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的穩(wěn)壓電源。而在開關(guān)電源中則不一樣,開關(guān)管(在開關(guān)電源中,我們一般把調(diào)整管叫做開關(guān)管)是工作在開、關(guān)兩種狀態(tài)下的:開——電阻很小;關(guān)——電阻很大。
開關(guān)電源是一種比較新型的電源。它具有效率高,重量輕,可升、降壓,輸出功率大等優(yōu)點。但是由于電路工作在開關(guān)狀態(tài),所以噪聲比較大。 通過下圖,我們來簡單的說說降壓型開關(guān)電源的工作原理。如圖所示,電路由開關(guān)K(實際電路中為三極管或者場效應(yīng)管),續(xù)流二極管D,儲能電感L,濾波電容C等構(gòu)成。當(dāng)開關(guān)閉合時,電源通過開關(guān)K、電感L給負(fù)載供電,并將部分電能儲存在電感L以及電容C中。由于電感L的自感,在開關(guān)接通后,電流增大得比較緩慢,即輸出不能立刻達(dá)到電源電壓值。一定時間后,開關(guān)斷開,由于電感L的自感作用(可以比較形象的認(rèn)為電感中的電流有慣性作用),將保持電路中的電流不變,即從左往右繼續(xù)流。這電流流過負(fù)載,從地線返回,流到續(xù)流二極管D的正極,經(jīng)過二極管D,返回電感L的左端,從而形成了一個回路。通過控制開關(guān)閉合跟斷開的時間(即PWM——脈沖寬度調(diào)制),就可以控制輸出電壓。如果通過檢測輸出電壓來控制開、關(guān)的時間,以保持輸出電壓不變,這就實現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。
在開關(guān)閉合期間,電感存儲能量;在開關(guān)斷開期間,電感釋放能量,所以電感L叫做儲能電感。二極管D在開關(guān)斷開期間,負(fù)責(zé)給電感L提供電流通路,所以二極管D叫做續(xù)流二極管。
在實際的開關(guān)電源中,開關(guān)K由三極管或場效應(yīng)管代替。當(dāng)開關(guān)斷開時,電流很小;當(dāng)開關(guān)閉合時,電壓很小,所以發(fā)熱功率U×I就會很小。這就是開關(guān)電源效率高的原因。
常見的用于開關(guān)電源的芯片有:TL494,LM2575,LM2673,34063,51414等等。
BUCK型是降壓型的DC-DC,而BOOST是升壓式的DC-DC.
BUCK型的基本原理: 電源通過一個電感給負(fù)載供電,同時電感儲存一部分能量,然后將電源斷開,只由電感給負(fù)載供電.如此周期性的工作,通過調(diào)節(jié)電源接通的相對時間,來實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。
BOOST型的基本原理: 電源先給電感儲能,然后,將儲了能的電感,當(dāng)作電源,與原來的電源串聯(lián),從而提高輸出電壓.如此周期性的重復(fù).