广西智能无触点数控式稳压器制造商
由于晶体管开关有效地与输出并联连接,当晶体管偏置为“OFF”(开关打开)时,电能仅通过电感器传递到负载,如图所示。升压开关稳压器在升压转换器电路中,当晶体管开关导通时,来自电源的电能VIN通过电感器和晶体管开关返回到电源。结果,由于饱和的晶体管开关有效地对输出造成短路,因此它们都不会传递到输出端。这会增加流过电感器的电流,因为它有更短的内部路径可以返回电源。同时,二管D1变为反向偏置,因为它的阳通过晶体管开关连接到地,随着电容器开始通过负载放电,输出端的电压电平保持相当恒定。
由于部分电器中含有线圈组件,在通电初期会产生阻碍电流的涡流,涡流的产生既会削弱到电器启动时的瞬时电压,导致启动缓慢,又会加强断路后产生的瞬时电压,可能产生火花损坏电路。此时便需要一个稳压器来保护电路的正常运行。
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比较负载电流上方和下方形成的电感电流的三角形形状,我们可以看到它们是相等的,简单的代数计算表明:平均电感电流等于负载电流。降压拓扑—电感电流和负载电流仿真示例。搜索降压稳压器IC时,可以地假设数据手册显示大允许输出电流,如I在≈I外,但升压拓扑并非如此。让我们看一下,其中显示了3.3V输入至12V输出的开环升压设计,电流为0.275A,约3.3W。在这种情况下,平均电感电流是多少?升压拓扑:3.3V至12V,约3.3W。输出电流为291mA,I(R2)时的直流走线,接近计算值。仿真负载电流为291mA,仿真结果表明电感电流的平均值为945mA,峰值大于1A。这是输出电流的3.6倍以上。T期间上—M2导通的时间,L2两端的电压为V3—电感从其小值充电到大值。T期间上,D2关断,负载电流由输出电容提供。LTspice仿真结果,在0.275A时从3.3V升压至12V。
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需要注意的是,此处描述的升压拓扑对电感或二管没有电流限制。如果未使用开关,或者IC关闭,则输入到输出之间有一条直接路径。有些IC可提供额外的保护功能,例如停机模式中的输出断开、浪涌电流限制,以及解决这种直接输入至输出连接的其他功能—例如,LTC3122和LTC3539。为了提率,应使用具有低DCR(直流电阻)和低磁芯损耗的电感器。电感数据手册中注明了特定温度下的DCR——它随温度升高并具有容差。直流损耗可以通过P轻松计算INDUCTOR_LOSS=IIN_AV²×DCR,而交流损耗和磁芯损耗可以在制造商的仿真或其他文档中找到。LTspice可以集成功率来计算相关的功率损耗。为LTspice提供电感记录的DCR和其他已知寄生参数可提高LTspice仿真精度。