直流升压器,直流升压模块的工作原理-KIA MOS管
直流升压器
直流升压器是一种将直流电压升高的电力电子设备,直流升压器通过高频振荡产生低压脉冲,经脉冲变压器升压后,再通过整流和滤波获得所需的高压直流电。其输出电压通常高于输入电压,属于DC/DC转换器的一种类型。
升压模块部分组成
输入电压 :这是整个电路的能量来源,通常为一个较低的直流电压。
开关管 :这是控制输入电压通断的关键元件。开关管(如MOSFET或BJT晶体管)通过快速开关实现输入电压的高频脉冲,是升压过程的核心。
储能元件 :通常采用电感或电容作为储能元件,用于储存开关管通断时产生的能量。电感在充电过程中储存电能,在放电过程中释放电能,从而实现电压的升高。
二极管 :在升压电路中,二极管起到防止电流倒流的作用,确保电能在正确的路径上流动。
滤波电容 :用于平滑输出电压,减少电压波动和噪声。
升压变压器 (在某些设计中):虽然不是所有DC-DC升压模块都包含升压变压器,但在一些设计中,升压变压器用于进一步增加输出电压,其匝数比的设计决定了输出电压的大小。
升压模块工作过程
DC-DC升压模块的工作过程主要分为两个阶段:充电阶段和放电阶段。
充电阶段 :
当开关管导通时,输入电压施加到电感上,电感开始储存电能。此时,电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率与电感的大小有关。
同时,电容向负载提供能量,以维持输出电压的稳定。
放电阶段 :
当开关管断开时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会立即变为零,而是缓慢下降。
在这个过程中,电感开始释放储存的能量,通过二极管给电容充电。此时,电容两端的电压升高,且由于电感的贡献,这个电压高于输入电压。
电容继续向负载提供能量,维持输出电压的稳定。
这个过程不断重复,通过开关管的快速通断和电感的能量传递,DC-DC升压模块能够在输入电压较低的情况下输出较高的直流电压。
DC-DC升压电路原理图
1.5V升至5V的DC-DC升压转换器:
1.5V直流电源
180uH电感(1个)
1个1N3491二极管
1个33uF电容
一个150Ω电阻
一个MOSFET或JFET开关晶体管
一个PWM源,例如Arduino Uno或555定时器,能够产生50KHz、5V、75%占空比的脉冲宽度调制信号。
在升压电路中,通过一个MOSFET或JFET开关晶体管与150Ω电阻的配合,以及PWM源产生的脉冲宽度调制信号,实现DC-DC升压功能。33uF电容则用于稳定电路中的电压。
DC-DC升压电路通过巧妙的设计和组件协同作用,实现了将直流电压升至更高水平的转换。其中,MOSFET或JFET开关晶体管与150Ω电阻的配合,以及由PWM源发出的脉冲宽度调制信号,共同构成了升压电路的核心。此外,33uF电容在电路中扮演着稳定电压的重要角色,确保输出电压的稳定性和准确性。
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