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一個變壓器就能對直流進(jìn)行升降壓嗎?

dytfki8u8yql ? 來源:電子技術(shù)控 ? 2023-11-02 12:45 ? 次閱讀

使用變壓器來對交流進(jìn)行升降壓,電網(wǎng)傳輸時為了提高傳輸效率,也用到了很多變壓器來改變交流電壓,我們也比較熟悉。

但是我們平常用的電子設(shè)備,像手機(jī)電腦、平板、智能手環(huán)等等卻是使用鋰電池供電,我們知道作為化學(xué)電源的鋰電池是直流源。像上面提到的電子設(shè)備所使用的電源電壓并不是固定不變的,通常在滿電的時候電池電壓會高一些,相反快沒電的時候會低一些。

即使是這樣鋰電池的電壓也在3.6V-4.2V之間,但是呢對于一些需要更高電壓或更低電壓的模塊,直接使用鋰電池供電就不合理了,這就需要一個升壓或降壓模塊來提供較為更高或更低的電壓。

那么直流升降壓能不能和交流一樣使用變壓器呢?我們知道交流升降壓利用了交流互感的原理,根據(jù)線圈的扎數(shù)比來改變電壓,可升高可降低。但是如果直接把直流電接在變壓器上,線圈直接就變成了導(dǎo)線,變壓器的輸入端沒有變化的電流,在變壓器另一端也不會有電壓輸出了。

在學(xué)校教材上一般只能看到交流的升降壓方法,而直流升降壓理解起來要比交流的升降壓要復(fù)雜很多。那怎么對直流進(jìn)行升降壓呢?其中直流降壓相比直流升壓方法要多一些,比如使用開關(guān)電源線性穩(wěn)壓器,直流升壓相對方法就比較固定了,一般都選擇開關(guān)電源,也就是今天說的boost升壓電路。

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boost升壓電路

上圖是一個典型的boost升壓電路。當(dāng)驅(qū)動電路輸出高電平,使功率管導(dǎo)通,電流通過電感和功率管流向地,此時電能以磁能的方式存儲在電感L中。由于功率管導(dǎo)通后壓降很小,因此電感L兩端的電壓接近于電源電壓,也就是VIN。

當(dāng)驅(qū)動電路輸出低電平,功率管關(guān)斷,我們知道電感的電流并不能突變,此時電感電流會通過二極管D給電容充電來提高輸出端電壓Vo,電容 C 和負(fù)載兩端的電壓為電感的反向感應(yīng)電壓(相對于充電時) 和輸入電壓 VIN 共同作用的結(jié)果(也就是VIN和VL的疊加),電容開始積累電荷,輸出電壓 Vo緩慢增加,如此反復(fù),這會導(dǎo)致輸出電壓Vo大于輸入電壓VIN。因此這種電路被叫做boost升壓電路。

通過對boost升壓電路的簡單分析可見直流升壓并不像交流那樣簡單,用一個變壓器就能實(shí)現(xiàn),這還需要一些復(fù)雜的電路控制來對直流進(jìn)行升降壓,本質(zhì)上直流并不能直接升壓,上面的boost電路也是把直流變成了一種交流形式,通過變化的電感電流來對輸出端電容進(jìn)行充電,來提升電壓。從這也可以看到這種開關(guān)電源升壓得到的直流電壓并不是很干凈,會含有微小的波動,是不如前面我們說的直流線性穩(wěn)壓器的電壓波形干凈。但是開關(guān)電源的效率是很高。

由于開關(guān)電源需要復(fù)雜的電路控制,這實(shí)際上又給我們創(chuàng)造了很多就業(yè)崗位,可謂有利有弊,是否為此而感到高興呢?






審核編輯:劉清

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原文標(biāo)題:一個變壓器就能對交流進(jìn)行升降壓,對直流也可以嗎?

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