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DC-DC直流升直流电路的原理

作者:dolphin时间:2016-08-21

DC—DC(直流升直流电路的原理)

直流升直流电路

如图可见,这是一个常用的电池升压电路,交流可以接一个变压器进行升压或降压,但直流电不行,因为它的方向或大小一般都是恒定的,不能直接接变压器升压,直接接变压器的后果是电池短路或线圈烧毁(变压器是电感,电感是通直流阻交流的)。直流电要升压,必须对它进行斩波。常见的是将直流电变成方波(脉冲电),这样,通过变压器或电感器就可以升压了。

U2就是一个PWM控制IC,上面这个是LED恒流升压电路,一般用在手机或MP4等LCD的背光电路。

撇开用途,现在只谈为什么能升压。

这颗PWM IC内置了开关管,本身有个波形发生器,可以形成占空比可调的PWM信号,所谓的占空比,就是使开关管导通与截止的时间比例。

如下图:

直流升直流电路

我把PWM IC分开成波形发生器与开关管,当加在NPN管Q1 B极的电平为高时,三极管Q1导通,电池的电压加在电感上,给电感“充电”。电感有一个特性,那就是当加在电感上的电压断开瞬间,电感会产生一个反电动势。升压电路正是利用了电感的这个特性,才有可能升压。

当PWM信号为低电平时,三极管Q1截止,电感L3产生一个反压,见下图,相当于一个电池,跟供电电池串联,再加到负载上,形成回路,这样,负载上就可以得到高于电池电压的一个直流。升压完成。

直流升直流电路

原理就这么简单。当然性能稍好的DC-DC升压IC效率很高,达到90%以上。也有完善的取样电路,控制PWM信号的占空比,得以稳定的电压输出。

引申一下,如果你手头没有波形发生IC,但有继电器,也可以尝试一下电池的升压,这里为延长继电器触点的寿命,只利用了继电器发生波形,没利用继电器直接驱动变压器。

直流升直流电路

图中的变压器直接用220V变12V的,倒过来用,用了一个NPN晶体管,继电器的接法也非常简单,利用其常闭触点,当继电器线圈一得电时,常闭触点断开,晶体管B极的高电平截止,在非常短的时间内,继电器线圈因没有电压维持,松开,常闭触点又闭合,晶体管B极得电,变压器导通,周而复始......

虽然这电路效率不是很高,并且有滴答声,但也是非常原始实用的,可以玩玩,缺点是继电器触点有寿命,时间长了会打花。

下图是以前闲时做的几个升压电路。

这个是1.2V到1.5V升到9V的。升压IC内含了PWM发生器,取样电路,二极管,开关管。所以就跟三极管一样这么小,也是三只脚。

直流升直流电路

体积可以做得很小,跟一节五号电池的截面差不多。
直流升直流电路
下面的是1.5V,升3V的,用的IC跟上面的一样。
直流升直流电路

直流升直流电路
点亮的图。
直流升直流电路


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