在學校的時候我們就學到使用變壓器來對交流進行升降壓,電網傳輸時為了提高傳輸效率,也用到了很多變壓器來改變交流電壓,我們也比較熟悉。
但是我們平常用的電子設備,像手機、電腦、平板、智能手環等等卻是使用鋰電池來供電,我們知道作為化學電源的鋰電池是直流源。像上面提到的電子設備所使用的電源電壓并不是固定不變的,通常在滿電的時候電池電壓會高一些,相反快沒電的時候會低一些。
即使是這樣鋰電池的電壓也在3.6V-4.2V之間,但是呢對于一些需要更高電壓或更低電壓的模塊,直接使用鋰電池供電就不合理了,這就需要一個升壓或降壓模塊來提供較為更高或更低的電壓。
那么直流升降壓能不能和交流一樣使用變壓器呢?我們知道交流升降壓利用了交流互感的原理,根據線圈的扎數比來改變電壓,可升高可降低。
但是如果直接把直流電接在變壓器上,線圈直接就變成了導線,變壓器的輸入端沒有變化的電流,在變壓器另一端也不會有電壓輸出了。
在學校教材上一般只能看到交流的升降壓方法,而直流升降壓理解起來要比交流的升降壓要復雜很多。
那怎么對直流進行升降壓呢?其中直流降壓相比直流升壓方法要多一些,比如使用開關電源或線性穩壓器,直流升壓相對方法就比較固定了,一般都選擇開關電源,也就是今天說的boost升壓電路。
上圖是一個典型的boost升壓電路。當驅動電路輸出高電平,使功率管導通,電流通過電感和功率管流向地,此時電能以磁能的方式存儲在電感L中。由于功率管導通后壓降很小,因此電感L兩端的電壓接近于電源電壓,也就是VIN。
當驅動電路輸出低電平,功率管關斷,我們知道電感的電流并不能突變,此時電感電流會通過二極管D給電容充電來提高輸出端電壓Vo,電容 C 和負載兩端的電壓為電感的反向感應電壓(相對于充電時) 和輸入電壓 VIN 共同作用的結果(也就是VIN和VL的疊加),電容開始積累電荷,輸出電壓 Vo緩慢增加,如此反復,這會導致輸出電壓Vo大于輸入電壓VIN。因此這種電路被叫做boost升壓電路。
通過對boost升壓電路的簡單分析可見直流升壓并不像交流那樣簡單,用一個變壓器就能實現,這還需要一些復雜的電路控制來對直流進行升降壓,本質上直流并不能直接升壓,上面的boost電路也是把直流變成了一種交流形式,通過變化的電感電流來對輸出端電容進行充電,來提升電壓。
從這也可以看到這種開關電源升壓得到的直流電壓并不是很干凈,會含有微小的波動,是不如前面我們說的直流線性穩壓器的電壓波形干凈。但是開關電源的效率是很高。
-
鋰電池
+關注
關注
259文章
8042瀏覽量
169601 -
線性穩壓器
+關注
關注
5文章
759瀏覽量
66594 -
電池電壓
+關注
關注
0文章
195瀏覽量
11659 -
boost升壓電路
+關注
關注
1文章
16瀏覽量
11118 -
變壓器
+關注
關注
0文章
1108瀏覽量
4010
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論