簡(jiǎn)述升壓電路原理

自舉電路也叫升壓電路，利用自舉升壓二極管,自舉升壓電容等電子元件，自舉電路包括：輸出晶體管、設(shè)置在輸出晶體管的柵極和源極之間的自舉電容器、電源以及執(zhí)行從電源到晶體管的柵極的供電接通/ 斷開(kāi)控制的電路。獨(dú)立于晶體管的閾值電壓，將自舉效應(yīng)之前的初始電壓設(shè)為電源的電勢(shì)。因此，取決于晶體管的閾值電壓的變化不會(huì)影響由于自舉效應(yīng)引起的晶體管的源極輸出的上升或下降。

　　升壓電路原理

　　舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：有一個(gè)12V的電路，電路中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管需要15V的驅(qū)動(dòng)電壓，這個(gè)電壓怎么弄出來(lái)?就是用自舉。通常用一個(gè)電容和一個(gè)二極管，電容存儲(chǔ)電壓，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時(shí)候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容上的電壓，起到升壓的作用。

　　升壓電路只是在實(shí)踐中定的名稱，在理論上沒(méi)有這個(gè)概念。升壓電路主要是在甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路中使用較為普遍。甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路在理論上可以使輸出電壓Vo達(dá)到Vcc的一半，但在實(shí)際的測(cè)試中，輸出電壓遠(yuǎn)達(dá)不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一個(gè)高于Vcc的電壓。所以采用升壓電路來(lái)升壓。

　　開(kāi)關(guān)直流升壓電路(即所謂的boost或者step-up電路)原理

　　the boost converter,或者叫step-up converter，是一種開(kāi)關(guān)直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高。基本電路圖見(jiàn)圖1.

　　假定那個(gè)開(kāi)關(guān)(三極管或者mos管)已經(jīng)斷開(kāi)了很長(zhǎng)時(shí)間，所有的元件都處于理想狀態(tài)，電容電壓等于輸入電壓。下面要分充電和放電兩個(gè)部分來(lái)說(shuō)明這個(gè)電路。

　　充電過(guò)程

　　在充電過(guò)程中，開(kāi)關(guān)閉合(三極管導(dǎo)通)，等效電路如圖二，開(kāi)關(guān)(三極管)處用導(dǎo)線代替。這時(shí)，輸入電壓流過(guò)電感。二極管防止電容對(duì)地放電。由于輸入是直流電，所以電感上的電流以一定的比率線性增加，這個(gè)比率跟電感大小有關(guān)。隨著電感電流增加，電感里儲(chǔ)存了一些能量。

　　放電過(guò)程

　如圖，這是當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)(三極管截止)時(shí)的等效電路。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)(三極管截止)時(shí)，由于電感的電流 保持特性，流經(jīng)電感的電流不會(huì)馬上變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時(shí)的值變?yōu)?。而原來(lái)的電路已斷開(kāi)，于是電感只能通過(guò)新電路放電，即電感開(kāi)始給電容充電， 電容兩端電壓升高，此時(shí)電壓已經(jīng)高于輸入電壓了。升壓完畢。

　　說(shuō)起來(lái)升壓過(guò)程就是一個(gè)電感的能量傳遞過(guò)程。充電時(shí)，電感吸收能量，放電時(shí)電感放出能量。如果電容量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過(guò)程中保持一個(gè)持續(xù)的電流。如果這個(gè)通斷的過(guò)程不斷重復(fù)，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。

　　常用升壓電路

　　P 溝道高端柵極驅(qū)動(dòng)器

　　直接式驅(qū)動(dòng)器：適用于最大輸入電壓小于器件的柵- 源極擊穿電壓。

　　開(kāi)放式收集器：方法簡(jiǎn)單，但是不適用于直接驅(qū)動(dòng)高速電路中的MOSFET。

　　電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器：適用于高速應(yīng)用，能夠與常見(jiàn)PWM 控制器無(wú)縫式工作。

　　N 溝道高端柵極驅(qū)動(dòng)器

　　直接式驅(qū)動(dòng)器：MOSFET最簡(jiǎn)單的高端應(yīng)用，由PWM 控制器或以地為基準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)器直接驅(qū)動(dòng)，但它必須滿足下面兩個(gè)條件：

　　1、VCC

　　2、Vdc

　　浮動(dòng)電源柵極驅(qū)動(dòng)器:獨(dú)立電源的成本影響是很顯著的。光耦合器相對(duì)昂貴，而且?guī)捰邢?，?duì)噪聲敏感。

　　變壓器耦合式驅(qū)動(dòng)器:在不確定的周期內(nèi)充分控制柵極，但在某種程度上，限制了開(kāi)關(guān)性能。但是，這是可以改善的，只是電路更復(fù)雜了。

　　電荷泵驅(qū)動(dòng)器:對(duì)于開(kāi)關(guān)應(yīng)用，導(dǎo)通時(shí)間往往很長(zhǎng)。由于電壓倍增電路的效率低，可能需要更多低電壓級(jí)泵。

　　自舉式驅(qū)動(dòng)器:簡(jiǎn)單，廉價(jià)，也有局限;例如，占空比和導(dǎo)通時(shí)間都受到刷新自舉電容的限制。需要電平轉(zhuǎn)換，以及帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題。