什么電器上有升壓模塊(現(xiàn)在的升壓模塊原理是什么)

什么電器上有升壓模塊(現(xiàn)在的升壓模塊原理是什么)

前沿拓展：

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實驗?zāi)康?p datatrack="2">學(xué)習(xí)升壓（Boost）型直流開關(guān)電源的基本原理。

實驗原理

給一個電感通電，然后迅速斷電，電感的開路一側(cè)會出現(xiàn)高電壓。不理解的可閱讀 開關(guān)電源的故事起源電感毛刺 。

我們可以用下面這個由一個電感和一個開關(guān)組成的簡單電路來學(xué)習(xí)一下電感的升壓原理。下圖是電路圖：

圖1電感升壓實驗電路

下圖是在面包板上組裝好的電路：

圖2面包板上的電感升壓電路

下面是按下按鈕然后迅速松開后的波形截圖：

圖3電感升壓波形

可以看到 5V 電壓在電感開路一側(cè)被升高到了 130V。

在這個簡單的電感升壓電路后面加一個二極管和電容就構(gòu)成了經(jīng)典的升壓型直流直流開關(guān)電源（switchedmode boost DCDC power supply）：

圖4經(jīng)典升壓型直流直流開關(guān)電源原理圖

當(dāng)開關(guān)閉合期間，由于二極管右側(cè)電壓高于左側(cè)，二極管可以防止電容存儲的電能通過開關(guān)向電源放電。 電容用于減小開關(guān)電源紋波，起穩(wěn)壓濾波的作用。

實驗電路

我們使用 Arduino UNO 來產(chǎn)生控制 PWM 信號，開關(guān)我們使用 N 溝道場效應(yīng)管 IRFZ44N。N 溝道場效管的 Gate 極在輸入低電平 時場管的 Drain 極和 Source 極會關(guān)閉，反之， Gate 極輸入高電平 ，Drain 極和 Source 極會導(dǎo)通。

實驗電路原理圖如下：

圖5基于Arduino的升壓型直流直流開關(guān)電源

Arduino A0 引腳接可調(diào)電阻，用于調(diào)節(jié)輸出電壓。

A1 接反饋信號，由于使用了 1k 和 8k 電阻分壓，實際輸出電壓是此電壓的 9 倍。

D3 引腳接輸出 PWM 控制信號，輸出高電平時場管導(dǎo)通，輸出低電平時場管關(guān)閉。

可調(diào)電阻輸出 5V 時，輸出電壓最大，為 5V9=45V。

下面是 Arduino 代碼：

/ 這是使用 Arduino 制作的帶反饋的升壓型（Boost）直流開關(guān)電源示例代碼。 使用 Arduino UNO. D3: 輸出控制 PWM 信號。 A1: 接反饋信號。 A0: 接可調(diào)電阻。用于調(diào)節(jié)輸出電壓。 歡迎搜索并關(guān)注薇信公號：飛多學(xué)堂。學(xué)習(xí)更多電子知識和示波器使用技巧。 /int potentiometer = A0; // 輸入引腳：可調(diào)電阻，接A0。int feedback = A1; // 輸入引腳：反饋信號，接A1。int PWM = 3; // 輸出引腳：PWM 控制信號，接D3。int pwm = 0; // 要寫入到 PWM 的值，0:輸出方波占空比 0%（低電平）；255:方波占空比 100%（高電平）// 本實驗中使用的是 N 溝道場效應(yīng)管，低電平關(guān)閉，高電平導(dǎo)通// PWM 引腳輸出高電平>場管打開>電感導(dǎo)通；// PWM 引腳輸出低電平>場管關(guān)閉>電感截止；// 電感導(dǎo)通的時間越長，關(guān)閉時輸出的電壓越高。// 增加 PWM 占空比>增加場管導(dǎo)通的時間>增加電感導(dǎo)通時間>增加關(guān)閉時的瞬間電壓>增加輸出電壓 void setup() { // put your setup code here, to run once: pinMode(potentiometer, INPUT); // 引腳設(shè)置為輸入 pinMode(feedback, INPUT); // 引腳設(shè)置為輸入 pinMode(PWM, OUTPUT); // 引腳設(shè)置為輸出 // 引腳3和11,PWM 信號頻率：31.37255Hz TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000001; Serial.begin(9600); // open the serial port at 9600 bps:}void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: // 讀取可調(diào)電阻電壓，也就是期望電壓， float voltage = analogRead(potentiometer); // 讀取反饋電壓，來自于實際電壓，因為使用了1k和8.2k電阻分壓，所以實際電壓是反饋電壓的10倍 float output = analogRead(feedback); Serial.print(&34;voltage=&34;);Serial.print(voltage); Serial.print(&34;,output=&34;);Serial.print(output); // 如果輸出電壓低于期望電壓，增加 PWM 信號占空比，增加電感導(dǎo)通時間，提高電感關(guān)斷時的電壓，進而提高輸出電壓 if (output < voltage) { pwm = pwm + 1; pwm = constrain(pwm, 1, 254); } // 如果輸出電壓高于期望電壓，減小 PWM 信號占空比，減小電感導(dǎo)通時間，降低電感關(guān)斷時的電壓，進而降低輸出電壓 else if (output > voltage) { pwm = pwm 1; pwm = constrain(pwm, 1, 254); } analogWrite(PWM, pwm); Serial.print(&34;,pwm=&34;);Serial.print(pwm); Serial.println();}

程序不停對可調(diào)電阻的電壓 voltage 和輸出電壓的 1/9 output進行比較，當(dāng) voltage < output 時，增大 PWM 信號占空比，提高輸出電壓；當(dāng) voltage > output 時，減小占空比，降低輸出電壓。

實驗步驟

1.在面包板上搭建電路：

圖6面包板上的基于Arduino的升壓型直流直流開關(guān)電源

2.示波器波形圖如下：

圖7基于Arduino的升壓型直流直流開關(guān)電源波形動圖

可以看到隨著 PWM 控制信號占空比的增加，電感輸出電壓逐漸增大，最高可達(dá) 34.8V。

實驗結(jié)論

升壓型直流開關(guān)電源是利用了通電后的電感突然斷開，在開路的一側(cè)會出現(xiàn)電壓升高這一特性而實現(xiàn)的，并且，通電時間越長，電感斷開時出現(xiàn)的瞬間電壓越高。

拓展知識：