今天我們探討電感實(shí)際電路工作的應(yīng)用問(wèn)題,在實(shí)際電路中主要是利用電感的通低頻阻高頻,通直流阻交流特性設(shè)計(jì)不同電路,下面我們來(lái)看一看電感在DC-DC的升壓電路的工作原理。
如圖1所示是一種典型的DC-DC的升壓電路,在手機(jī)應(yīng)用電路中,通常需要通過(guò)升壓電路來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示屏背光亮度,除了手機(jī)外還有電視機(jī)和微波爐,其次還有捕蠅器、電蚊拍等都需要將電源的電壓進(jìn)行升壓。
1、開關(guān)S閉合:
圖1
圖2
如圖1所示,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),a、b、d構(gòu)成閉合回路,電源E通過(guò)電感產(chǎn)生從小到大的電流i,此時(shí)t1(如圖2中t1→t2)電流頻率趨近高頻,根據(jù)楞次定律(增反減同),電感產(chǎn)生感應(yīng)電流方向與原電流i相反,感應(yīng)電流阻礙i變化,電感感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a,也就是說(shuō)電源電流i在電感上轉(zhuǎn)為磁能存儲(chǔ)了下來(lái),直到t2時(shí)電流i最大,阻礙力也是最大,電感存儲(chǔ)的磁能也為最大。再接著t2過(guò)后電流傾向平緩,電流頻率趨近直流,電感阻礙減弱,多余的電流通過(guò)開關(guān),組成閉合回路流向負(fù)極。
2、開關(guān)S斷開:
圖3
圖4
如圖3所示,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),a、b、d構(gòu)成不了閉合回路,電源E流過(guò)電感電流瞬間從大到大i,此時(shí)t3(如圖4中t3→t4)電流頻率趨近高頻,根據(jù)楞次定律(增反減同),電感產(chǎn)生感應(yīng)電流方向與原電流i相同,感應(yīng)電流阻礙i變化,電感感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b,也就是說(shuō)電源電流i在電感上將已轉(zhuǎn)的磁能開始轉(zhuǎn)換為電流,此時(shí)電流方向通過(guò)二極管a→b→c→d,即b點(diǎn)的電壓為電感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e加上原電源的電壓E,它們一起通過(guò)二極管D1向電容C充電存儲(chǔ)下來(lái),并同時(shí)向負(fù)載輸出電壓U0,如果不考慮二極管的壓降,U0=E+e。其中感應(yīng)電壓大小可以用一個(gè)公式表示:
該式表明感應(yīng)電壓大小與電感大小、單位時(shí)間電流變化率有關(guān)。
所以此時(shí)的電壓U0高于電源電壓E。直到t2時(shí)電流i最小,阻礙力也是最小,電感存儲(chǔ)的磁能也基本快轉(zhuǎn)換結(jié)束。
接下來(lái)通過(guò)開關(guān)不斷地閉合、斷開,就可以不斷地輸出電壓U0,且該電壓U0高于電源電壓E,從而起到升壓的目的。
3、開關(guān)換成場(chǎng)效應(yīng)管:
如果我們把開關(guān)換成如圖6所示的場(chǎng)效應(yīng)管Q1,場(chǎng)效應(yīng)管柵極e控制信號(hào)能夠有一種信號(hào)如圖5這樣的信號(hào)控制著開關(guān)的閉合、斷開,即在t1時(shí)間開關(guān)閉合,在t2時(shí)間開關(guān)斷開,我們把這樣的信號(hào)叫做PWM脈沖信號(hào),就同樣能輸出高壓電壓U0。
圖5
圖6
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