一文读懂电感式DC-DC的升压器原理

Allevi

一文读懂电感式DC-DC的升压器原理

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7 R6 ?& R/ {3 G3 U8 a: H7 D5 F* \& d       电感是我们在变压器设计当中较长使用的一种元件，它的主要作用是把电能转化为磁能再存储起来。需要注意的是，虽然电感的结构类似于变压器，但是其只有一个绕组。本篇文章主要介绍了电感式DC-DC的升压器原理，并且本文属于基础性质，适合那些对电感的特性并不了解，但同时又对升压器感兴趣的朋友们。文中的一些原理性知识都能在网上查到，所以这里就不多家赘述了。
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        想要充分理解电感式升压原理，我们就必须首先知道电感的特性，包括电磁的转换与磁储能。这两点非常重要，因为我们所需要的所有参数都是由这两个特性引出来的。

4 A# e& \4 E& H7 r( O9 G        首先，我们先来观察下面的图：

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        各位朋友都知道，上图是电磁铁，一个电池对一个线圈通电。有人可能会奇怪，这么简单的图有什么好分析的呢?我们就是要用这张简单的图来分析它通电和断电的瞬间发生了什么。
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        线圈(以后叫作电感了)有一个特性---电磁转换，电可以变成磁，磁也可以变回电。当通电瞬间，电会变为磁并以磁的形式储存在电感内。而断电瞬磁会变成电，从电感中释放出来。

        现在我们看看下图，断电瞬间发生了什么：

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        前面我说过了，电感内的磁能会在电感断电时重新变回电，然而问题来了：此时回路已经断开，电流无处可以，磁如何能转换成电流呢?很简单，电感两端会出现高压!电压有多高呢?无穷高，直到击穿任何阻挡电流前进的介质为止。
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$ x; M4 r7 u# G) T* e' p- a2 G% X! y        这里我们了解了电感的第二个特性----升压特性。当回路断开时，电感内的能量会以无穷高电压的形式变换回电，电压能升多高，仅取决于介质变的击穿电压。
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        现在我们对以上的内容作一下小结：
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8 |1 [" }; i/ O" m* x- ]8 r6 }/ L        下面是正压发生器，你不停地扳动开关，从输入处可以得到无穷高的正电压。电压到底升到多高，取决于你在二极管的另一端接了什么东西让电流有处可去。如果什么也不接，电流就无处可去，于是电压会升到足够高，将开关击穿，能量以热的形式消耗掉。
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        然后是负压发生器，你不停地扳动开关，从输入处可以得到无穷高的负电压。

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. Z  f% Y1 l% }, H        上面说的都是理论，现在来点实际的电子线路图，看看正/负压发生器的最小系统到底什么样子：

& S: ?* q, {* [" v7 g% S        你可以很清楚看到演变，电路中仅仅把开关换成了三极管换而已。不要小看这两个图，事实上，所以开关电源都是由这两个图组合变换而来，所以掌握这两个图非常重要。

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        最后要提提磁饱合的问题。什么是磁饱合?
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2 ~8 Y8 B9 ^; w9 }! f$ M8 {        从上面的背景知道我们可以知道电感能储存能量，将能量以磁场方式保存，但能存多少呢?存满之后会发生什么情况呢?
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+ W- `( ^( l& }        1. 存多少：最大磁通量这个参数就是干这个用的，很显然，电感不能无限保存能量，它存储能量的数量由电压与时间的乘积决定，对于每个电感来说，这是一个常数，根据这个常数你可以算出一个电感要提供N伏M安供电时必须工作于多高的频率下。

        2. 存满之后会如何：这就是磁饱合的问题。饱合之后，电感失去一切电感应有的特性，变成一纯电阻，并以热的形式消耗掉能量。

relchhiclty

最近正在学习这方面 谢谢楼主啊

Yuhaitao123

ZAN