如何克服升壓轉換器本身的限製？
發布時間：2022-08-11 來源：ADI 責任編輯：wenwei
【導讀】benwentantaoshengyatuopubenshendexianzhi，yijiruhekefuzhexiexianzhi。zaishejihepinggushengyazhuanhuanqishi，womenfaxianyoushiweinengdadaoyuqideshuchudianya，qidianyayaodiyuqiwangzhi。
我wo們men使shi用yong升sheng壓ya轉zhuan換huan器qi，從cong低di輸shu入ru電dian壓ya生sheng成cheng高gao輸shu出chu電dian壓ya，使shi用yong開kai關guan穩wen壓ya器qi和he升sheng壓ya拓tuo撲pu可ke以yi輕qing鬆song實shi現xian這zhe種zhong電dian壓ya轉zhuan換huan。但dan是shi，電dian壓ya增zeng益yi本ben身shen存cun在zai限xian製zhi。電dian壓ya增zeng益yi是shi輸shu出chu電dian壓ya與yu輸shu入ru電dian壓ya的de比bi值zhi，如ru果guo從cong12 V輸入電壓生成24 V輸出電壓，電壓增益為2。
以一個工業應用為例，需要從24 V電源電壓生成300 V輸出電壓，輸出電流為160 mA。
圖1. 升壓轉換器電路。
還可以使用占空比來表示電壓增益：
占空比和電壓增益是升壓轉換器的主要參數，表示在每個周期中，開關S開啟的時長。電壓增益表示輸出電壓超出輸入電壓的比例（因數）。為了生成高電壓，占空比數值會增大到接近於1，但不會達到1。
xuanzejuyoujiaogaodezuidazhankongbideshengyazhuanhuanqi，sihukeyicongdidianyuandianyashengchenggaoshuchudianya。danshi，zhebushiweiyidejuedingyinsu。chulezhankongbixianzhi，haibixukaolvkenengdadaodezuidadianyazengyi。
電壓增益是升壓轉換器可能實現的最大輸出電壓與可用的輸入電壓的比值。我們可以這樣理解升壓轉換器本身的限製：在使用升壓轉換器時，所有電能從輸入端傳輸到輸出端時，必須先暫時存儲起來。在開啟期間，也就是，在圖1中的開關S開啟期間，電能將暫時存儲在電感L中。此時，圖1中的二極管D會阻斷電流流動。
在關閉期間，電感Lzhongzanshicunchudediannenghuifangdian。dianganchongdianhefangdiandoubixuzunxundianganguize。zaimeizhongqingkuangxia，dianliuyoudianganzhihedianganliangduandedianyachajueding。dianganliangduandedianyakeyijiandanmiaoshuwei：充電期間為VIN，關閉期間為VOUT - VIN。
電壓增益較高時，關閉時間可能不夠長，導致電感中暫時存儲的電能無法完全放電。因此，公式1中描述占空比的簡化公式無法表述這種限製，隻有同時考慮電感的直流電阻(DCR)和負載電阻時，最大電壓增益公式才算成立。參見公式2：
所以，RL和RLOAD的比值會影響可能的輸入和輸出電壓之間的比值，進而影響升壓轉換器的電壓增益。該電壓增益可以如圖所示。圖2所示的示例中，輸入電壓為24 V，輸出電壓為300 V，電流為160 mA，負載電阻為1.8 kΩ，電感RL的DCR為3 Ω。
圖2. 當負載電阻高達電感DCR (RL)的600倍時可能實現的電壓增益。
在該示例中，圖2顯示電壓增益可能達到約12.5（根據公式2演算得出）。但是，如果負載電阻降低（即：輸出電流增高），或者電感的DCR (RL)增高（即：電感尺寸減小），將會無法實現要求的電壓增益。
圖3顯示負載電阻和電感電阻的比值為300時的電壓增益曲線。此時，選擇RL為6 Ω，負載電阻為1.8 kΩ。
圖3. 當負載電阻高達電感DCR的300倍時可能實現的電壓增益。
圖3顯示，在這種情況下，最大電壓增益僅為9。所以，無法將24 V輸入電壓轉換為300 V輸出電壓。所選的DCR，或者電感的RL太高了。
總之，在設計采用升壓拓撲的電路時，務必要確定可能達到的最大電壓增益。需要注意，它取決於負載電阻（也就是輸出電流）和電感的DCR。如果情況顯示似乎無法達到所需的電壓增益，可以選擇具有更低DCR的更大電感。
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