Boostcircuit is een schakelend DC-boostcircuit, dat de uitgangsspanning hoger kan maken dan de ingangsspanning. Het is een gebruikelijke circuitontwerpmethode bij het ontwerpen van elektronische schakelingen. Dit artikel introduceert het basisprincipe van boost en het ontwerp van circuitparameters.
Condensatoren blokkeren spanningsverandering, geven hoge frequentie door, blokkeren lage frequentie, passeren AC, blokkeren DC.；
Inductor blokkeert de verandering van stroom, passeert lage frequentie, blokkeert hoge frequentie, passeert DC, blokkeert AC.；
figuur 1 schematisch diagram van het boostcircuit van de boostschakelaar
Ervan uitgaande dat de schakelaar (triode of MOS-buis) lange tijd uitgeschakeld is geweest, zijn alle componenten in ideale staat en is de condensatorspanning gelijk aan de ingangsspanning.Dit circuit wordt in twee delen uitgelegd: opladen en ontladen.
Tijdens het opladen is de schakelaar gesloten (triode is ingeschakeld) en het equivalente circuit wordt weergegeven in figuur 2. De schakelaar (triode) is vervangen door een draad. Op dit moment stroomt de ingangsspanning door de inductor. Voorkom dat de diodecondensator ontlaadt naar de aarde. Omdat de ingang gelijkstroom is, neemt de stroom op de inductor lineair toe met een bepaalde verhouding, die gerelateerd is aan de inductantie. Naarmate de inductorstroom toeneemt, wordt er wat energie opgeslagen in de inductor.
Zoals weergegeven in de afbeelding is dit het equivalente circuit wanneer de schakelaar is uitgeschakeld (triode is uitgeschakeld). Wanneer de schakelaar is uitgeschakeld (de triode is uitgeschakeld), zal de stroom die door de inductor vloeit niet onmiddellijk 0 worden, maar zal deze langzaam veranderen van de waarde aan het einde van het opladen naar 0, vanwege de stroomhoudkarakteristieken van de inductor . Het oorspronkelijke circuit is losgekoppeld, dus de inductor kan alleen worden ontladen via het nieuwe circuit, dat wil zeggen dat de inductor de condensator begint op te laden en dat de spanning over de condensator stijgt. Op dit moment is de spanning al hoger dan de ingangsspanning en is de boost voltooid.Daarover gesproken, het boostproces is een energieoverdrachtsproces van een inductor. Bij het opladen absorbeert de inductor energie, en bij het ontladen geeft de inductor energie vrij. Als de capaciteit groot genoeg is, kan er tijdens het ontladen een continue stroom aan de uitgangsterminal worden gehandhaafd. Als dit aan-uitproces wordt herhaald, kan over de condensator een spanning worden verkregen die hoger is dan de ingangsspanning.
Hier zijn enkele supplementen.:Bij een lage AA-spanning ligt het knelpunt van het vermogen en de efficiëntie van het flyback-boostcircuit in de schakelbuis, gelijkrichtbuis en andere verliezen (inclusief inductantie).Inductoren met te kleine magneten (niet in staat om de juiste energie op te slaan) en een te dunne draaddiameter (hoge pulsstroom zal tot groot draadverlies leiden) kunnen niet worden gebruikt.De meeste gelijkrichters gebruiken Schottky, wat hetzelfde is als alle andere. Wanneer de uitgangsspanning 3.3 V bedraagt, bedraagt het gelijkrichterverlies ongeveer 10%.Schakelaar, de sleutel is hier, zet een grote hoeveelheid voldoende in verzadiging, de geleidingsspanningsval moet klein zijn, is de sleutel tot succes. Er is in totaal maar één volt, en als de buizen te veel worden verbruikt, komt er geen elektriciteit uit. Omdat de spanningsval van sommige buizen niet groter mag zijn dan 0.2-0.3V wanneer de maximale stroom wordt geselecteerd, zullen, als slechts één buis dit niet kan, veel buizen parallel worden aangesloten.Wat is de maximale stroom? Laten we het 1A noemen als het eenvoudig is, maar het is meer dan dat. Vanwege het lage rendement zal deze de 1.5A overschrijden, wat de gemiddelde waarde is. Het is 3A tijdens een halve cyclusvoeding en de werkelijke stroomgolfvorm is 0 tot 6A. Daarom wordt voorgesteld om twee pijpen, 5A en 3A genaamd, met elkaar te combineren om dit nauwelijks aan te kunnen.Geen van de kant-en-klare chips is geïntegreerd met de bovengenoemde hogestroombuizen, dus er wordt gesuggereerd dat het aardcircuit voldoende is om het vreemde circuit aan te kunnen.Deze aanvullende inhoud is kennis die niet in het leerboek beschikbaar is, maar die wel kan worden vergeleken en geverifieerd met de inhoud in het leerboek.Wanneer de schakelaar wordt ingeschakeld, vormt de voeding een lus door de inductor-schakelaarbuis en wordt de stroom omgezet in magnetische energieopslag in de inductor; Wanneer de schakelaar wordt uitgeschakeld, wordt de magnetische energie in de spoel omgezet in elektrische energie, die aan de linker- en rechterzijde negatief en aan de rechterzijde positief is. Deze spanning wordt gesuperponeerd op de positieve zijde van de voeding en er wordt een lus gevormd door de diodebelasting om de versterkingsfunctie te voltooien. In dit geval moeten we, om de conversie-efficiëntie te verbeteren, uitgaan van drie aspecten: het zoveel mogelijk verlagen van de impedantie van het circuit wanneer de schakelbuis is ingeschakeld, zodat de elektrische energie zoveel mogelijk kan worden omgezet in magnetische energie ; Verlaag de impedantie van het belastingscircuit zoveel mogelijk, zodat de magnetische energie zoveel mogelijk in elektrische energie kan worden omgezet en het verlies van het circuit het laagst is; Verminder het verbruik van het stuurcircuit zoveel mogelijk, omdat het verbruik van het stuurcircuit in zekere zin verloren gaat voor conversie en niet kan worden omgezet in energie op de belasting.BoostOntwerp van circuitparameters
Voor het Boost-circuit is de continue modus van de inductorstroom heel anders dan de discontinue modus van de inductorstroom. De uitgangsspanning van de discontinue modus is gerelateerd aan ingangsspanning, inductantie, belastingsweerstand, inschakelduur en schakelfrequentie. De uitgangsspanning van de continue modus is alleen afhankelijk van de ingangsspanning en de inschakelduur.
selectie van uitgangsfiltercondensator
Bij een schakelende voeding is de functie van de uitgangscondensator het opslaan van energie en het handhaven van een constante spanning.De condensatorselectie van het Boost-circuit is voornamelijk bedoeld om de uitgangsrimpel binnen het gespecificeerde bereik te regelen.Voor het Boost-circuit bepalen de impedantie van de condensator en de uitgangsstroom de rimpel van de uitgangsspanning.De impedantie van de condensator bestaat uit drie delen, namelijk de equivalente serie-inductie (ESL), de equivalente serieweerstand (ESR) en de capaciteitswaarde (C).In de continue spoelstroommodus hangt de capaciteit af van de uitgangsstroom, de schakelfrequentie en de verwachte uitgangsrimpel. Wanneer de MOSFET is ingeschakeld, levert de uitgangsfiltercondensator de volledige belastingstroom.
Bij schakelende voeding is de functie van de inductor het opslaan van energie.De functie van de inductor is het handhaven van een constante stroom, of het beperken van de stroomverandering in de inductor.In het Boost-circuit wordt meestal een geschikte inductie gekozen om de rimpelstroom die er doorheen vloeit te beperken.De rimpelstroom van de spoel is evenredig met de ingangsspanning en de inschakeltijd van de MOSFET, en omgekeerd evenredig met de inductie. De inductie bepaalt het werkpunt van de continue modus en de discontinue modus.Naast de inductantie van de inductor moet bij de keuze van de inductor ook gelet worden op de maximale gelijkstroom- of piekstroom en de maximale werkfrequentie.Als de stroom van de inductor de nominale stroom overschrijdt of de werkfrequentie de maximale werkfrequentie overschrijdt, zal dit leiden tot verzadiging en oververhitting van de inductor.
Bij DC/DC-omschakelingen met laag vermogen is de PowerMOSFET de meest gebruikte schakelaar. De kosten van een MOSFET zijn relatief laag en de werkfrequentie is relatief hoog.Bij het ontwerp is vooral rekening gehouden met het geleidingsverlies en het schakelverlies van de MOSFET.De MOSFET moet een voldoende lage aan-weerstand RDS(ON) en een relatief lage gate-lading Qg hebben.
Dit artikel is georganiseerd vanuit het netwerk.，Neem tijdig contact met ons op als er sprake is van auteursrechtelijke problemen.
粤公网安备44030002007346号