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开关电源学习之Boost电路

news 文章来源：https://blog.csdn.net/m0_62440901/article/details/136049619 2024/9/20 22:50:56

如果我们需要给一个输入电压为5V的芯片供电，而我们只有一个3.3V的电源，那怎么办？

我们能不能把3.3V的电压升到5V？

一、电感的简介

而在升压的电路设计方案中，使用到一个重要的元器件：电感。

电感的特性： $u=L\frac{di}{dt}$ ，说人话就是：流过电感的电流不会突变，即阻碍电流的突变，且具有短暂储能的特性。电感本质上也是导线，只是把导线绕成相互平行的模样。

法拉第电磁感应定律：由于电流通过导线，会产生磁场。

右手螺旋定则：由于电流通过旋转的导线，用拇指朝电流方向，四指的方向即为磁场的方向，在磁场当中，垂直切割磁感线，会产生电流，用右手定则，磁感线发送方向穿过手心，拇指指向切割方向，四指指向即为电流的方向。

观察图1，在开关闭合的瞬间，导线周围产生的感应磁场不断由内向外扩散，相当于与导线平行的导线相当于切割磁感线，由右手定则得到，会产生相反方向的电流，而这个电流是由感应磁场产生的，称为感应电流。

图1.通电导线与平行导线

总结：由于电流通过旋转的导线产生磁场，磁场导致相邻平行的导向产生相反的电流，去阻碍电流的突变，整个过程都是由电感产生，所以称之为“自感”。

二、boost电路

工作原理：

当开关管闭合时，电流 Is 流过电感线圈L，在电感线圈未饱和前，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L中，（由上文对电感的分析得）电压极性为左正右负。此时电容C放电，R上流过电流 $I_{0}$ ，R两端为输出电压 $V_{0}$ ，极性上正下负。由于开关管导通，二极管阳极接 $V_{s}$ 负极，二极管承受反向电压，处于截止状态。等效电路如图2所示。

图2.开关闭合时的等效电路

当开关管断开时，由于电路中的阻值增大，电流会突然变小，线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性（左负右正），以保持其电流不变。线圈磁场L磁能转化成的电压 $V_{L}$ 与电源 $V_{s}$ 申联，以高于Vo电压向电容C、负载R供电。高于Vo时，电容有充电电流；等于Vo时，充电电流为零；当Vo有降低趋势时，电容向负载R放电，维持Vo不变。等效电路如图3所示。

图3.开关断开时的等效电路

在boost电路中，电源电压 $V_{s}$ 与电感的电压 $V_{L}$ 共同给负载供电。

一、电感的简介

二、boost电路

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