buck電路 & boost電路

bainianminguo發表於2024-10-27

buck電路

buck電路是直流的降壓電路,我們下面給大家講下,如何把12V的直流電壓降壓成5V的直流電壓

1、buck電路拓撲:12V----->5V

2、降壓原理

a、開關閉合,電流走向

電源的正極---->開關---->電感----->(電容和負載)----->電源負極

這裡由於二極體是單相導通的,所以此時二極體是沒有電流透過的

大家要注意,此時的電流也會給電容充電

這裡最重要是電感,由於電感上的電流是不能突變的,所有流經電感的電流是慢慢增大,透過歐姆定律:電壓=電阻 * 電流,所以負載電壓是慢慢增大的。

當負載的電壓超過5V的時候,此時我們會斷開開關

b、開關斷開,電流分析

斷開開關,流過電感的電流會突然變小,由於電感的特性,流經電感的電流是不能突變的,所以此時電感上是 左負右正。在電感上的電壓從左正右負變為左負右正的瞬間,電路中是沒有電流的,所以此時的一瞬間,給負載供電的電容放電給負載供電

電感的正極---->(負載,電容)---->二極體---->電感的負極

電感放電的瞬間,電流是很大的,雖然電感的磁能轉換電能,磁能越來越小,電能也越來越小,電流也越來越小,透過歐姆定律:電壓=電阻 * 電流,所以負載電壓是慢慢減小的,當減少到一定的程度,我們再次閉合開關。閉合的瞬間,電感的極性會變化,這個變化的一瞬間,又是由電容給負載供電

所以整個週期負載的電壓變化是下面這樣的,有效值大概就是在5V左右

我們是怎麼控制輸出的電壓是5V的,這裡就需要引入另外一個概念,佔空比

佔空比=輸出電壓/輸入電壓

佔空比=5/12,也就是5/12的時間開關是閉合的,7/12的時間是開關的斷開。這裡的時間是很短的,以微妙為單位,用普通的開關是不行的,我們一般用MOS管,IGBT等代替

boost電路

1、boost電流拓撲:5V---->12V

boost電路是直流的升壓壓電路,我們下面給大家講下,如何把5V的直流電壓升壓成12V的直流電壓

2、升壓原理

a、開關閉合,電流走向

開關閉合後,相當於短路,所以右半部分相當於短路狀態,此時電流流過電感,形成左正右負的電源,電能轉換為磁能

b、開關斷開,電流走線

開關斷開,由於阻抗大於開關閉合的時候,所以流過電感的電流會越來越小,電感為了阻止電流變小,會形成左負右正的電壓,此時就和電源串聯,使得最終輸出的電壓是大於5V的,這裡就是boost電流升壓的核心

c、開關再次閉合,給負載供電的電容放電,雖然電容的放電,電壓會越來越小,當小於12V的時候,立刻斷開

d、最終實現升壓,最終的輸出電壓和什麼有關係呢?又是佔空比:D

Vout=Vin/(1-D),可以得出,如果要升壓到12V,則佔空比D=7/12,所以開關閉合的時間站7/12,開關斷開的時間佔5/12

最終實現輸出的電壓在12V上下波動,有效值就是12V

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