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自举电路的原理和作用

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自举电路的原理和作用
2021-02-04 09:34 123

自举电路也叫升压电路,利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件,使电容放电电压和电源电压叠加,从而使电压升高。有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。


升压电路原理



举个简单的例子:有一个12V的电路,电路中有一个场效应管需要15V的驱动电压,这个电压怎么弄出来?就是用自举。


通常用一个电容和一个二极管,电容存储电压,二极管防止电流倒灌,频率较高的时候,自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容上的电压,起到升压的作用。

 

升压电路只是在实践中定的名称,在理论上没有这个概念。升压电路主要是在甲乙类单电源互补对称电路中使用较为普遍。


甲乙类单电源互补对称电路在理论上可以使输出电压Vo达到Vcc的一半,但在实际的测试中,输出电压远达不到Vcc的一半。


其中重要的原因就需要一个高于Vcc的电压。所以采用升压电路来升压。

 

开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路),是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。基本电路图见图1:


 穿1.png


假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。


下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路。


充电过程



在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。这时,输入电压流过电感,二极管防止电容对地放电。


由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。


 穿2.png


放电过程



如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流 保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。


而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电, 电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。


 穿3.png


说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。


如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。


穿4.png



自举电路的作用



自举电路的作用是提高电压,就是利用反馈电阻上的电压升高来抬高所需电路的电压,而不是用偏置电阻,直接从电源降压。


所需的电压,在电路中如果相位相同,称为正反馈电路,起加大输出作用。例如功率放大电路就是一个自举电路。


自举电路在电器设备用途很广,例如音响、电视、机场扫描设备等等,在220V变频调速器、工业级开关电源、 400w微机开关电源、复印机电源上也都有它的身影。


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