車載筆記本中升壓轉(zhuǎn)換器的工作原理及應(yīng)用

令電源開關(guān)S 占空比為D1 ，二極管D 占空比為D2 。由于在任何時刻只有一個開關(guān)導(dǎo)通，則:

輸入電壓記為UIN，輸出電壓記為UOUT。若S 導(dǎo)通，輸入電源電壓將被電感吸收，在S 上不會產(chǎn)生壓降。如果D 導(dǎo)通時間足夠長，電感L 可看作短路，也不會有壓降。忽略二極管正向?qū)▔航?，UIN和UOUT的關(guān)系推導(dǎo)如下:

由于D1 1 ，因此，輸出電壓大于輸入電壓。另外，兩個開關(guān)還能調(diào)節(jié)輸出電壓。若輸出電壓高于19 V，則必須迫使輸出電壓下降。S 導(dǎo)通，D 截止使得電容和負(fù)載脫離電路的其它部分。此時，電容充當(dāng)負(fù)載的電源。放電使得電容兩端的電壓降低，即降低了輸出電壓。若輸出電壓低于19 V，那么必須提高輸出電壓。使S 截止，D 導(dǎo)通，電流流經(jīng)二極管D、電容C和負(fù)載RL形成回路。由于電流向電容充電，使得電容兩端的電壓增加，使輸出電壓也增加。

2 PWM 控制

升壓轉(zhuǎn)換器中的電源開關(guān)S，用一個工作在開關(guān)狀態(tài)的功率MOSFET 管實現(xiàn)，見圖2 。在柵極加上一系列脈沖后，功率管將不斷地處于通斷交替的狀態(tài)，改變通斷的時間比率，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。假設(shè)一個周期為t ，t =tON時，脈寬調(diào)制脈沖的正脈沖被送到功率管的柵極，K導(dǎo)通;當(dāng)t =tOFF時，送到K管上的調(diào)制脈沖變成零伏或負(fù)偏壓，S 處于截止?fàn)顟B(tài)。

上式表明了輸出電壓UOUT和功率管開關(guān)時間之間的關(guān)系。由于tOFF時間較短，采用低功耗的二極管和電容，使其不超過安全工作區(qū)，否則，可能會導(dǎo)致器件過熱而損壞。該升壓轉(zhuǎn)換器的電流和電壓波形如圖3 所示。

圖3 占空比50 %時電壓和電流波形