扫盲帖：电感式DC-DC升压器原理

rainyss · 发表于 2009-4-15 09:24:37

这不是什么高手大作,只是个扫盲帖,适用于不了解电感特性,却又对升器器感兴趣的同志们.高手免入.不知道要发这个贴子到哪个版块,版主们帮忙处理下.
为了节省篇幅,很多原理性的知识我点到为止,以空间换时间,有兴趣深入了解的可以查阅相关资料和提问.

废话不多直,我直接开始了.要了解电感式升压/降压的原理(我今天只讲升压),首先必须要了解电感的一些特性:电磁转换与磁储能.其它所有参数都是由这两个特性引出来的.

先看看下面的图:

电感回路通电瞬间 (原文件名:1.JPG)

相信有初中文化是坛友们都知道,一个电池对一个线圈通电,这是个电磁铁.不论你是否科盲,你一定会奇怪,这有什么值得分析的呢?有!我们要分析它通电和断电的瞬间发生了什么.

线圈(以后叫作"电感"了)有一个特性---电磁转换,电可以变成磁,磁也可以变回电.当通电瞬间,电会变为磁并以磁的形式储存在电感内.而断电瞬磁会变成电,从电感中释放出来.

现在我们看看下图,断电瞬间发生了什么:

断电瞬间 (原文件名:2.JPG)

前面我说过了,电感内的磁能会在电感断电时重新变回电,然而问题来了:此时回路已经断开,电流无处可以,磁如何能转换成电流呢?很简单,电感两端会出现高压!电压有多高呢?无穷高,直到击穿任何阻挡电流前进的介质为止.
这里我们了解了电感的第二个特性----升压特性.当回路断开时,电感内的能量会以无穷高电压的形式变换回电,电压能升多高,仅取决于介质变的击穿电压.

现在可以小结一下了:
下面是正压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的正电压.电压到底升到多高,取决于你在二极管的另一端接了什么东西让电流有处可去.如果什么也不接,电流就无处可去,于是电压会升到足够高,将开关击穿,能量以热的形式消耗掉.

正压发生器原理图 (原文件名:3.JPG)

下面是负压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的负电压.

负压发生器原理图 (原文件名:4.JPG)

上面说的都是理论,现在来点实际的电子线路图,看看正/负压发生器的"最小系统"到底什么样子:

实际电子线路 (原文件名:5.JPG)
你可以很清楚看到演变,电路中仅仅把开关换成了三极管换而已.
不要小看这两个图,事实上,所以开关电源都是由这两个图组合变换而来,所以掌握这两个图非常重要.

最后要提提磁饱合的问题.什么是磁饱合?

从上面的背景知道我们可以知道电感能储存能量,将能量以磁场方式保存,但能存多少呢?存满之后会发生什么情况呢?

1.存多少: "最大磁通量"这个参数就是干这个用的,很显然,电感不能无限保存能量,它存储能量的数量由电压与时间的乘积决定,对于每个电感来说,这是一个常数,根据这个常数你可以算出一个电感要提供N伏M安供电时必须工作于多高的频率下.
2.存满之后会如何: 这就是磁饱合的问题.饱合之后,电感失去一切电感应有的特性,变成一纯电阻,并以热的形式消耗掉能量.

wajlh · 发表于 2009-4-15 09:57:11

标记

baojie423 · 发表于 2009-4-15 10:47:02

正在弄升压电路嘿嘿

seawind319 · 发表于 2009-4-15 10:56:59

mark

jiongeyes · 发表于 2009-4-15 11:31:42

不错

zcllom · 发表于 2009-4-15 11:55:42

这个帖子好，把抽象的概念简化为常见的模型。

illusion · 发表于 2009-4-15 12:44:27

喜欢看这种帖子~~~~~~

logics · 发表于 2009-4-15 12:49:18

学习……

banyan_city · 发表于 2009-4-15 13:11:36

不错

xiaoyuanlu · 发表于 2009-4-15 14:56:52

MARK！

camtime · 发表于 2009-4-15 15:59:27

不错！简明易懂
不过具体的模似计算就不好办了。

sadf123 · 发表于 2009-4-15 18:11:48

具体的模似计算看书,查公式.如果找不到,就自己推导.

lionliu · 发表于 2009-4-15 18:14:41

谢谢楼主的辛勤劳动！

plc_avr · 发表于 2009-4-15 18:24:50

谢谢！

lanshuitianxia · 发表于 2009-4-15 18:48:29

讲的不错

dongni · 发表于 2009-4-15 20:18:47

dengxiaofeng · 发表于 2009-4-15 23:04:25

不错的嘛

wistop · 发表于 2009-4-16 13:48:14

太好了，就喜欢看这种风格的东西，浅显易懂，生动形象，谢谢楼主

pinocchio · 发表于 2009-4-16 15:22:34

通俗易懂，不错，

coslight_dt · 发表于 2009-4-16 15:51:54

能讲明白最基本理论的人不多，楼主牛人！

cgbabc · 发表于 2009-4-16 18:25:22

确实不错

jackiezeng · 发表于 2009-4-16 18:34:08

好帖子！

Heraclitus · 发表于 2009-4-18 07:53:21

磁饱和概念有点不妥。带铁磁性磁芯的电感才会磁饱和，空芯线圈不会磁饱和，铁磁线圈饱和后不是等效于纯电阻，而是等效于空芯线圈，大电流充磁机就是利用这个原理。超导线圈储存能量的原理也是利用空芯线圈不会磁饱和这个特点。另外，磁介质的磁导率越低，在同样的磁场强度下，储存的能量密度越高，这就是铁磁线圈磁隙的原理。磁粉芯线圈磁导率远比铁氧体线圈低，所以磁粉芯线圈不需要磁隙也能工作在较大电流下。

lybwell · 发表于 2009-4-18 08:42:22

好贴，先标记哦

AVRLR · 发表于 2009-4-18 08:44:49

好帖子！不错

biesan110 · 发表于 2009-4-18 10:24:38

记下了

caiyue3577 · 发表于 2009-4-18 16:40:05

不错，mark

cu_ice · 发表于 2009-4-18 16:47:14

好,通俗易懂,MARK

xyq4513 · 发表于 2009-4-19 11:54:10

好帖子！

cqsrmxxzyx · 发表于 2009-4-19 12:41:44

不错,初学者的好资料

oakpc · 发表于 2009-4-27 16:09:08

不错 MARK

yyzz20022001 · 发表于 2009-4-27 16:59:38

mark

bobojust · 发表于 2009-5-1 21:04:41

mark too

goink · 发表于 2009-5-1 22:24:35

好贴！！

liriver · 发表于 2009-5-19 16:08:36

这种帖子就适合我这种人看

freezing · 发表于 2009-5-20 16:21:09

这个先MARK 等翻出电路基础再仔细算算

WGJ5767351 · 发表于 2009-10-28 09:41:16

记号

qd118 · 发表于 2009-10-31 14:37:05

等待楼主下文

beer · 发表于 2009-10-31 21:24:08

这种好贴不顶不行。。

jarte · 发表于 2009-10-31 21:32:12

不错，学习

beer · 发表于 2009-11-5 22:48:23

我的升压电路刚做好了，相当爽，驱动辉光管了。。橘红色的光确实相当美。。。

zjn8888 · 发表于 2009-11-5 23:03:33

楼主可以替代很多只会读课本的老师了

ringan865 · 发表于 2009-11-25 20:38:09

说的很不错，很通俗易懂

huwenhui · 发表于 2009-11-25 23:49:51

讲得很好～

whym1987 · 发表于 2009-11-28 16:33:52

很好懂，感谢

lusen · 发表于 2009-12-5 10:30:33

LZ讲得真好，顶了。

5555555555 · 发表于 2009-12-5 10:41:52

这种帖子也适合我这种人看

avrwoo · 发表于 2009-12-5 11:20:00

MARK

fang45 · 发表于 2009-12-5 19:29:22

讲的通俗易懂，mark

stefgq · 发表于 2009-12-5 20:35:19

mark

nil0 · 发表于 2009-12-6 19:33:37

再次学习！

micropower · 发表于 2009-12-6 21:14:38

马克！！！

hbcjs · 发表于 2009-12-9 22:06:47

学习……

nbanba · 发表于 2010-1-23 16:31:32

O(∩_∩)O谢谢

MCU678 · 发表于 2010-2-21 23:39:28

等待楼主下文

lixinpeng1007 · 发表于 2010-2-22 18:16:03

回复【56楼】lixinpeng1007 李墨
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回复【楼主位】rainyss
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首先感谢楼主，不好意思，模电部分都忘了。能不把那个三极管替换开关的功能所在再叙述下？以及这个经常用于那些方面？例子？

joni · 发表于 2010-2-22 18:21:00

好贴！！！MARK

yaya001 · 发表于 2010-2-23 00:37:10

mark

xslff · 发表于 2010-2-23 21:22:40

顶起来，讲解的很具体啊！

sctwp · 发表于 2010-2-23 22:43:29

标识

jiangping_hbhm · 发表于 2010-2-24 22:54:10

mark

cjr82123 · 发表于 2010-2-24 23:04:49

Mark

armok · 发表于 2010-2-24 23:25:08

以下蓝色文字由坛主：armok 于：2010-02-24,23:25:08 加入。

<font color=black>请发贴人注意：本贴放在这分区不合适，即将移走
原来分区：[9999]创意电子产品
即将移去的分区：[3044]电源
移动执行时间：自本贴发表0小时后

任何的疑问或咨询，请可随时联系站长。谢谢你的支持!</font>

moon0213 · 发表于 2010-2-25 14:49:30

学习了

cshx1986 · 发表于 2010-2-25 23:39:11

好贴，先标记哦

tianxingjian · 发表于 2010-2-26 15:39:37

好贴，顶起来

c7349473 · 发表于 2010-2-27 10:14:37

MARK

fy024 · 发表于 2010-2-27 19:46:36

图画的好啊

avrgogo · 发表于 2010-2-27 20:40:01

感谢楼主共享。先顶，再慢慢学习。

fakeige · 发表于 2010-2-28 11:27:19

马克强烈支持楼主继续

TrueOrFalse · 发表于 2010-2-28 11:51:42

谢谢，有时间好好看看

dgdzov · 发表于 2010-2-28 12:09:55

强人呐

CHENG2010 · 发表于 2010-2-28 12:42:41

MARK

chao8828276 · 发表于 2010-2-28 15:12:00

好的，看了

qilin3 · 发表于 2010-2-28 16:43:44

好像没讲啥~

68000 · 发表于 2010-2-28 17:00:44

【76楼】 qilin3
好像没讲啥~
------------------------------------------------------
如果你也能讲出这水准，我们大家也为你鼓掌

luld · 发表于 2010-2-28 17:11:08

学习了

2004353215 · 发表于 2010-2-28 17:23:52

脚印

dujun168 · 发表于 2010-3-19 14:36:28

mark

chao8828276 · 发表于 2010-3-23 11:15:44

这个我做过，不是三极管发热大就是电感的发热大，理论上用MOS好，但没试过

gliet_su · 发表于 2010-3-23 13:43:40

MARK

xqyair · 发表于 2010-3-25 15:31:37

讲得很好

jackmo · 发表于 2010-3-25 16:31:38

好，，，，

13590955160 · 发表于 2010-3-25 19:02:14

太好了

eripro · 发表于 2010-3-25 20:42:55

mark

czxf · 发表于 2010-3-26 08:53:04

mcu_lover · 发表于 2010-3-26 08:56:23

学习。

renxupeng · 发表于 2010-3-26 08:57:36

mark

lionliu · 发表于 2010-3-26 10:04:22

mark

starsky0932 · 发表于 2010-3-26 16:44:16

mark

bigZ · 发表于 2010-3-26 17:00:21

K-Research · 发表于 2010-3-26 21:58:31

顶！我是物理的，看来基础——技术进步的关键啊！

K-Research · 发表于 2010-3-26 22:00:05

顶！我是物理的，看来基础的才是核心的！

forever37 · 发表于 2010-4-6 16:20:43

不错,学习！

angle11 · 发表于 2010-4-6 16:30:00

mark!

liumaojun_cn · 发表于 2010-4-6 16:55:26

mark.

ybqwf · 发表于 2010-4-7 14:25:14

mark

TK20064359ZZC · 发表于 2010-4-9 23:38:00

恩。。好贴~~能看懂~

oldmen · 发表于 2010-4-10 01:03:02

GOOD

geminisys · 发表于 2010-4-10 18:01:14

讲的挺好的，受教

扫盲帖：电感式DC-DC升压器原理

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