今天我们探讨电感实际电路工作(zuò)的应用问(wèn)题,在实际(jì)电(diàn)路中主要是利用电感的通低频阻高频,通直流(liú)阻(zǔ)交流特性设计不同电路(lù),下面我们来看一看电感在DC-DC的升压(yā)电路的工作原理。
如图1所示是(shì)一种典(diǎn)型的DC-DC的升压(yā)电(diàn)路,在手(shǒu)机应用电路中(zhōng),通常需要通(tōng)过升压电路来(lái)驱动显示屏背光亮度,除了手机外还有电视机和微波炉(lú),其次还(hái)有捕蝇器、电蚊拍等(děng)都(dōu)需(xū)要将(jiāng)电源的电压进行升压(yā)。
1、开关S闭合:
图(tú)1
图2
如图1所示,当开关S闭合时,a、b、d构成(chéng)闭合(hé)回路,电源E通过电感产生(shēng)从(cóng)小到大的电流i,此时(shí)t1(如图2中(zhōng)t1→t2)电流(liú)频率趋近(jìn)高频,根(gēn)据楞次定律(增(zēng)反(fǎn)减同),电感产生感应电流方(fāng)向与原电流i相(xiàng)反,感应电流阻碍i变化,电感感应电流方向(xiàng)为b→a,也就是说(shuō)电(diàn)源(yuán)电流i在电感上(shàng)转为磁能存储了下(xià)来(lái),直到t2时(shí)电流i最大,阻(zǔ)碍力也(yě)是最大,电(diàn)感(gǎn)存储的磁能也为(wéi)最大(dà)。再接着t2过(guò)后(hòu)电流倾向平缓,电(diàn)流(liú)频率趋近直流,电感阻碍减(jiǎn)弱,多余的电流通过开关(guān),组成闭合回路流向负极。
2、开关S断开(kāi):
图3
图4
如图3所示,当开关S断(duàn)开时,a、b、d构(gòu)成不了闭合回路,电源E流过电感电流瞬间从大到大(dà)i,此时t3(如图4中(zhōng)t3→t4)电流频率趋近高(gāo)频,根据楞次定律(增反减(jiǎn)同),电(diàn)感(gǎn)产(chǎn)生感(gǎn)应(yīng)电(diàn)流方(fāng)向与原电(diàn)流i相同,感应电(diàn)流(liú)阻碍i变化,电感感(gǎn)应(yīng)电流方向为a→b,也就是说电源电流i在电感上将已转的磁(cí)能开始转(zhuǎn)换为电流,此时电流(liú)方向通过二极管a→b→c→d,即(jí)b点的(de)电压(yā)为(wéi)电感感应电动势e加上原电源的(de)电压E,它们一起通过二极管D1向电容C充电存储下来,并同时(shí)向负载输出(chū)电压U0,如果不考虑二极管(guǎn)的压(yā)降(jiàng),U0=E+e。其中感(gǎn)应电压大小可以用一个公(gōng)式表示(shì):
该(gāi)式表(biǎo)明感应电压大小与电(diàn)感大小、单位时(shí)间(jiān)电流(liú)变化率有关。
所以此时(shí)的(de)电压U0高于电源电压E。直到(dào)t2时电流i最小,阻碍力也是最(zuì)小,电感存储的磁(cí)能(néng)也(yě)基(jī)本快转换结束。
接(jiē)下来通过开关不断地闭(bì)合、断开,就可(kě)以不断地(dì)输出电压(yā)U0,且该电压U0高于电源(yuán)电(diàn)压(yā)E,从而起到升压的目的。
3、开关(guān)换成场效(xiào)应管(guǎn):
如果我们把开(kāi)关换成如图(tú)6所示的(de)场效(xiào)应管Q1,场(chǎng)效应管栅极e控制信号(hào)能够有(yǒu)一种信号如图5这样的(de)信号控制着开关的闭(bì)合、断开,即在t1时间开关闭(bì)合,在(zài)t2时间开关断开,我们把这样的信号叫做PWM脉冲信号,就同(tóng)样(yàng)能输出高压电压(yā)U0。
图5
图(tú)6
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