值得學習的電感型升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的工作過程

什么是電感型升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器?相信很多電子工程師都知道電感型升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，因為在很多電路設計中都會用到，那么你知道它的原理嗎?下面就讓小編帶領(lǐng)大家一起來學習。

電感的作用：是將電能和磁場能相互轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換器件，當MOS開關(guān)管閉合后，電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存起來，當MOS斷開后電感將儲存的磁場能轉(zhuǎn)換為電場能，且這個能量在和輸入電源電壓疊加后通過二極管和電容的濾波后得到平滑的直流電壓提供給負載，由于這個電壓是輸入電源電壓和電感的磁碭能轉(zhuǎn)換為電能的疊加后形成的，所以輸出電壓高于輸入電壓，既升壓過程的完成;

實際電路中，帶集成功率MOSFET的IC代替了機械開關(guān)，MOSFET的開、關(guān)由脈寬調(diào)制(PWM)電路控制。輸出電壓始終由PWM占空比決定，占空比為50%時，輸出電壓為輸入電壓的兩倍。將電壓提高一倍會使輸入電流大小達到輸出電流的兩倍，對實際的有損耗電路，輸入電流還要稍高。

肖特基二極管主要起隔離作用，即在MOS開關(guān)管閉合時，肖特基二極管的正極電壓比負極電壓低，此時二極管反偏截止，使此電感的儲能過程不影響輸出端電容對負載的正常供電;因在MOS管斷開時，兩種疊加后的能量通過二極向負載供電，此時二極管正向?qū)?，要求其正向壓降越小越好，盡量使更多的能量供給到負載端!!

電感值如何影響電感型升壓轉(zhuǎn)換器的性能?

因為電感值影響輸入和輸出紋波電壓和電流，所以電感的選擇是感性電壓轉(zhuǎn)換器設計的關(guān)鍵。等效串聯(lián)電阻值低的電感，其功率轉(zhuǎn)換效率最佳。要對電感飽和電流額定值進行選擇，使其大于電路的穩(wěn)態(tài)電感電流峰值。

電感升壓原理：

什么是電感型升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器?

如圖1所示為簡化的電感型DC-DC轉(zhuǎn)換器電路，閉合開關(guān)會引起通過電感的電流增加。打開開關(guān)會促使電流通過二極管流向輸出電容。因儲存來自電感的電流，多個開關(guān)周期以后輸出電容的電壓升高，結(jié)果輸出電壓高于輸入電壓。

電感型升壓轉(zhuǎn)換器應用在哪些場合?

電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路輸出二極管選擇的原則是什么?

升壓轉(zhuǎn)換器要選快速肖特基整流二極管。與普通二極管相比，肖特基二極管正向壓降小，使其功耗低并且效率高。肖特基二極管平均電流額定值應大于電路最大輸出電壓。

電感型升壓轉(zhuǎn)換器的一個主要應用領(lǐng)域是為白光LED供電，該白光LED能為電池供電系統(tǒng)的液晶顯示(LCD)面板提供背光。在需要提升電壓的通用直流-直流電壓穩(wěn)壓器中也可使用。

決定電感型升壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓的因素是什么?

在圖2所示的實際電路中，帶集成功率MOSFET的IC代替了機械開關(guān)，MOSFET的開、關(guān)由脈寬調(diào)制(PWM)電路控制。輸出電壓始終由PWM占空比決定，占空比為50%時，輸出電壓為輸入電壓的兩倍。將電壓提高一倍會使輸入電流大小達到輸出電流的兩倍，對實際的有損耗電路，輸入電流還要稍高。

怎樣選擇電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路的輸入電容?

升壓調(diào)節(jié)器的輸入為三角形電壓波形，因此要求輸入電容必須減小輸入紋波和噪聲。紋波的幅度與輸入電容值的大小成反比，也就是說，電容容量越大，紋波越小。如果轉(zhuǎn)換器負載變化很小，并且輸出電流小，使用小容量輸入電容也很安全。如果轉(zhuǎn)換器輸入與源輸出相差很小，也可選小體積電容。如果要求電路對輸入電壓源紋波干擾很小，就可能需要大容量電容，并(或)減小等效串聯(lián)電阻(ESR)。

電感值如何影響電感型升壓轉(zhuǎn)換器的性能?

因為電感值影響輸入和輸出紋波電壓和電流，所以電感的選擇是感性電壓轉(zhuǎn)換器設計的關(guān)鍵。等效串聯(lián)電阻值低的電感，其功率轉(zhuǎn)換效率最佳。要對電感飽和電流額定值進行選擇，使其大于電路的穩(wěn)態(tài)電感電流峰值。

電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路輸出二極管選擇的原則是什么?

升壓轉(zhuǎn)換器要選快速肖特基整流二極管。與普通二極管相比，肖特基二極管正向壓降小，使其功耗低并且效率高。肖特基二極管平均電流額定值應大于電路最大輸出電壓。

在電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路中，選擇輸出電容時要考慮哪些因素?

輸出電容的選擇決定于輸出電壓紋波。在大多數(shù)場合，要使用低ESR電容，如陶瓷和聚合物電解電容。如果使用高ESR電容，就需要仔細查看轉(zhuǎn)換器頻率補償，并且在輸出電路端可能需要加一額外電容。

1

怎樣選擇電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路的輸入電容?

升壓調(diào)節(jié)器的輸入為三角形電壓波形，因此要求輸入電容必須減小輸入紋波和噪聲。紋波的幅度與輸入電容值的大小成反比，也就是說，電容容量越大，紋波越小。如果轉(zhuǎn)換器負載變化很小，并且輸出電流小，使用小容量輸入電容也很安全。如果轉(zhuǎn)換器輸入與源輸出相差很小，也可選小體積電容。如果要求電路對輸入電壓源紋波干擾很小，就可能需要大容量電容，并(或)減小等效串聯(lián)電阻(ESR)。

進行電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路布局時需要考慮哪些因素?

首先，輸入電容應盡可能靠近IC，這樣可以減小影響IC輸入電壓紋波的銅跡線電阻。其次，將輸出電容置于IC附近。連接輸出電容的銅跡線長會影響輸出電壓紋波。第三點是，盡量減小連接電感和輸出二極管的跡線長度，減小功耗并提高效率。最后一點是，輸出反饋電阻遠離電感可以將噪聲影響降至最小。

在電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路中，選擇輸出電容時要考慮哪些因素?輸出電容的選擇決定于輸出電壓紋波。在大多數(shù)場合，要使用低ESR電容，如陶瓷和聚合物電解電容。如果使用高ESR電容，就需要仔細查看轉(zhuǎn)換器頻率補償，并且在輸出電路端可能需要加一額外電容。

2

進行電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路布局時需要考慮哪些因素?

首先，輸入電容應盡可能靠近IC，這樣可以減小影響IC輸入電壓紋波的銅跡線電阻。其次，將輸出電容置于IC附近。連接輸出電容的銅跡線長會影響輸出電壓紋波。第三點是，盡量減小連接電感和輸出二極管的跡線長度，減小功耗并提高效率。最后一點是，輸出反饋電阻遠離電感可以將噪聲影響降至最小。

電感型升壓轉(zhuǎn)換器應用在哪些場合?

電感型升壓轉(zhuǎn)換器的一個主要應用領(lǐng)域是為白光LED供電，該白光LED能為電池供電系統(tǒng)的液晶顯示(LCD)面板提供背光。在需要提升電壓的通用直流-直流電壓穩(wěn)壓器中也可使用。

在很多的移動設備中經(jīng)常需要將電池電壓提升到設備電路需要的電壓值，因此直流對直流的升壓電路應用比較廣泛，在很多數(shù)碼產(chǎn)品中都存在應用，以上就是電感型升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器解析，希望能給大家?guī)椭?