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buck和boost電路工作原理

Buck變換器工作在電感電流連續模式下的,其工作原理如下:

開關管的導通與關斷受控制電路輸出的驅動脈沖控制,當控制電路脈沖輸出高電平時,開關管導通,如續流二極管陽極電壓為零,陰極電壓為電壓電壓,因此反向截止,開關上流過電流流經電感向負載供電;此時中的電流逐漸上升,在兩端產生左端正右端負的自感電勢阻礙電流上升,將電能轉化為磁能存儲起來。經過時間後,控制電路脈沖為低電平,開關管關斷,但電流不能突變,

電感兩端產生右端正左端負的自感電勢阻礙電流下降,從而使正向偏置導通,於是電流構成回路,電流值逐漸下降,儲存的磁能轉化為電能釋放出來供給負載。經過時間後,控制電路脈沖又使開關管導通,重復上述過程。濾波電容的作用是為了降低輸出電壓的脈動。續流二極管是必不可少的元件,若無此二極管,電路不僅不能正常工作,而且在開關管由導通變為關斷時,兩端將產生很高的自感電勢從而損壞開關管。

Boost電路的工作原理分為充電和放電兩個部分來說明。在充電過程中,開關閉合(三極管導通),等效電路圖,開關(三極管)處用導線代替。這時,輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。由於輸入是直流電,所以電感上的電流以壹定的比率線性增加,這個比率跟電感大小有關。隨著電感電流增加,電感裏儲存了壹些能量。

這是當開關斷開(三極管截止)時的等效電路。當開關斷開(三極管截止)時,由於電感的電流保持特性,流經電感的電流不會馬上變為0,而是緩慢的由充電完畢時的值變為0。而原來的電路已斷開,於是電感只能通過新電路放電,即電感開始給電容充電,電容兩端電壓升高,此時電壓已經高於輸入電壓了,升壓完畢。

說起來升壓過程就是壹個電感的能量傳遞過程。充電時,電感吸收能量,放電時電感放出能量。如果電容量足夠大,那麽在輸出端就可以在放電過程中保持壹個持續的電流。如果這個通斷的過程不斷重復,就可以在電容兩端得到高於輸入電壓的電壓。