buck电路
buck电路是直流的降压电路,我们下面给大家讲下,如何把12V的直流电压降压成5V的直流电压
1、buck电路拓扑:12V----->5V
2、降压原理
a、开关闭合,电流走向
电源的正极---->开关---->电感----->(电容和负载)----->电源负极
这里由于二极管是单相导通的,所以此时二极管是没有电流通过的
大家要注意,此时的电流也会给电容充电
这里最重要是电感,由于电感上的电流是不能突变的,所有流经电感的电流是慢慢增大,通过欧姆定律:电压=电阻 * 电流,所以负载电压是慢慢增大的。
当负载的电压超过5V的时候,此时我们会断开开关
b、开关断开,电流分析
断开开关,流过电感的电流会突然变小,由于电感的特性,流经电感的电流是不能突变的,所以此时电感上是 左负右正。在电感上的电压从左正右负变为左负右正的瞬间,电路中是没有电流的,所以此时的一瞬间,给负载供电的电容放电给负载供电
电感的正极---->(负载,电容)---->二极管---->电感的负极
电感放电的瞬间,电流是很大的,虽然电感的磁能转换电能,磁能越来越小,电能也越来越小,电流也越来越小,通过欧姆定律:电压=电阻 * 电流,所以负载电压是慢慢减小的,当减少到一定的程度,我们再次闭合开关。闭合的瞬间,电感的极性会变化,这个变化的一瞬间,又是由电容给负载供电
所以整个周期负载的电压变化是下面这样的,有效值大概就是在5V左右
我们是怎么控制输出的电压是5V的,这里就需要引入另外一个概念,占空比
占空比=输出电压/输入电压
占空比=5/12,也就是5/12的时间开关是闭合的,7/12的时间是开关的断开。这里的时间是很短的,以微妙为单位,用普通的开关是不行的,我们一般用MOS管,IGBT等代替
boost电路
1、boost电流拓扑:5V---->12V
boost电路是直流的升压压电路,我们下面给大家讲下,如何把5V的直流电压升压成12V的直流电压
2、升压原理
a、开关闭合,电流走向
开关闭合后,相当于短路,所以右半部分相当于短路状态,此时电流流过电感,形成左正右负的电源,电能转换为磁能
b、开关断开,电流走线
开关断开,由于阻抗大于开关闭合的时候,所以流过电感的电流会越来越小,电感为了阻止电流变小,会形成左负右正的电压,此时就和电源串联,使得最终输出的电压是大于5V的,这里就是boost电流升压的核心
c、开关再次闭合,给负载供电的电容放电,虽然电容的放电,电压会越来越小,当小于12V的时候,立刻断开
d、最终实现升压,最终的输出电压和什么有关系呢?又是占空比:D
Vout=Vin/(1-D),可以得出,如果要升压到12V,则占空比D=7/12,所以开关闭合的时间站7/12,开关断开的时间占5/12
最终实现输出的电压在12V上下波动,有效值就是12V