DC-DC升压电路图和工作原理讲解
今天给大家分享的是dc-dc 升压电路。主要是关于：dc-dc 升压电路、dc-dc 升压模块原理、如何构建dc-dc 升压电路。
一、什么是 dc-dc 转换器？
dc-dc 转换器是一种电力电子电路，可有效地将直流电从一个电压转换为另一个电压。
dc-dc 转换器在现代电子产品中扮演着不可或缺的角色。这是因为与线性稳压器相比，它们具有多项优势。尤其是线性稳压器会散发大量热量，与 dc-dc 转换器中的开关稳压器相比，它们的效率非常低。
dc-dc 升压电路
在介绍 dc-dc 转换器 的工作原理之前，看一个示例，为什么 dc-dc 转换器这么有用？假设构建一个具有以下要求的电路：
dc-dc 升压电路
2ω 负载电阻
12v 直流电源
5v 负载电压
我们需要降低 12v 电池的电压，为负载提供 5v 电压。我们可以将一个2.8ω的电阻与负载串联，以提供所需要的电压。
先计算电路的效率如下：
dc-dc 升压电路
从这些计算中，我们可以看到负载仅仅消耗了 12.5w 的输入功率，剩余部分 (30 – 12.5 = 17.5 w) 转化为热量。
照这么来看，其实是有点浪费的，如果触摸串联电阻，会有点热，这里需要结合机制来冷却电路，为了获得更优的解决方案，可以看下面的电路：
dc-dc 升压电路
开关断开时，输入电压为 0v，控制在 on 位置时，输入电压为 12v。下图分别显示了开关位置 on 和 off 的等效电路。
dc-dc 升压电路等效电路
如果我们如下图（a）所示控制开关，我们得到如下图（b）所示的电压图。t为切换周期，单位为毫秒或微秒。
dc-dc 升压电路
在这种情况下，这种开关行为的平均输出电压为 5v，因为：
dc-dc 升压电路
该电路的平均输出电压为5v，但我们可以通过使用rc滤波电路去除谐波来改善输出波形。
如果我们假设开关是理想的（理想开关是不消耗或耗散电源的开关），我们可以计算出该电路的效率为 100%。当开关处于 on 位置时，流过电路的电流为 6a。
由于我们有一个理想的开关，耗散功率为 p_diss = ri 2 = 0 * 9 2 = 0w。当开关处于关闭位置时，没有电流流过开关，因此在这种情况下，耗散功率也为 0。
然而在实际应用中，找到一个理想的开关是比较困难的，这就意味着实际上会有一些功耗，虽然有功耗，但转换的效率仍旧很高。
二、 dc-dc 升压电路
dc-dc 升压电路主要是增加电源的电压，例如：升压转换器可以采用 5v 电源并将其升压至 25v。通常，你会在电池充电器或太阳能电池板中找到 dc-dc 升压转换器。它们还可用于从同一电池为具有不同工作电压的组件供电。
这种配置将直流电压升高到由电路中组件选择决定的水平。这是升压转换器的一般示意图。
1、升压开关打开状态
升压开关 on 状态
2、升压开关关闭状态
升压开关关闭状态
基本配置包括直流电源（vin）、电感（l）、二极管（d）、开关器件（sw）、平滑电容（c）和负载电阻（load），vout 是输出电压。
开关通常是功率电子器件，例如由 pwm 信号控制的 mosfet或bjt 晶体管。该 pwm 信号通过非常快速地切换晶体管来工作，通常每秒数千次。
三、dc-dc 升压电路工作原理
假设当前的电压是 5v，需要将 5v 转换为更高的电压值，用 dc-dc 升压电路就可以实现，这里假设我们是管道工。
1、涡轮加速
首先我们需要加速涡轮。为此，节气门打开，水快速排放，将部分能量传递给涡轮机，结果涡轮机开始旋转。
dc-dc 升压电路工作原理
2、填充压力储罐
油门关闭，由旋转的涡轮飞轮半部推动的一部分水打开阀门并填充储水箱，另一部分水在储水箱提供的高压下流向消费者，同时阀门防止水倒流。
dc-dc 升压电路工作原理
3、从压力储罐发电并加速涡轮机
涡轮的速度开始下降。水不能再推动阀门，储水箱仍有足够的能量积累。然后油门再次打开，水开始快速旋转涡轮。由于消费者从储罐接收能量，因此流向消费者的能量不会停止，然后循环重复。
现在工作原理已经很清楚了，我们将从管道设备切换到电子设备。
dc-dc 升压电路工作原理
我们用感应节流阀代替了涡轮机。晶体管用于代替控制水流的节流阀。二极管起阀门作用，用电代替储压罐。
下面就可以很好的理解，dc-dc 升压电路的工作原理。
1、电感累积电荷
开关已关闭，电感通过从源接收电流来积累能量。
dc-dc 升压电路工作原理
2、将能量转移到电容
开关打开，线圈保持磁场中积累的能量。电流试图保持在同一水平，但来自电感的额外能量会提高电压，从而打开通过二极管的路径。一部分能量流向消费者，而剩余能量在电容器中积累。
dc-dc 升压电路工作原理
3、在电感中积累能量并将电荷转移给消耗的电路
然后开关被锁定，线圈再次开始积累能量，同时，消耗的从电容接收能量。
dc-dc 升压电路工作原理
四、如何构建 dc-dc 升压电路
在下面中，构建一个 1.5v 至 5v dc-dc 升压转换器，
1、构建 dc-dc 升压 电路所需要的组件：
1.5v 直流电源
180uh 电感一个
1个1n3491 二极管
1个33uf 电容
一个 150 ω 电阻
一个 mosfet或jfet 开关晶体管
pwm 源，如arduino uno或555 定时器，可生成 50khz、5v、75% 占空比
2、dc-dc 升压电路工作原理图
dc-dc 升压电路
当华为邂逅Vogue：迸发不一样的火花！
SK海力士发布2022财年第三季度财务报告
华为P50系列或将问鼎DXOMARK榜首
用3DA87C制作调频发射电路,3DA87 FM transmitter
OSPF状态机详细过程简析
DC-DC升压电路图和工作原理讲解
智能手机怎么做防水
基于DSP和CPLD的小型无人机飞控计算机设计
MAX1121 1.8V、8位、250Msps模数转换器，L
深信服存储：老道的新手
孟晚舟担任华为轮值董事长 华为三位轮值董事长确认
上一代搭载A13芯片与5nm工艺的麒麟芯片升级后的区别在哪？
为什么有人向AI泼冷水
华为芯片困境的转机来了?
Sonnet发布具有11个端口的雷电4扩展坞
USB开发的这个错误你犯了吗
英国制造新型硅基可持续使用60年的LED灯泡
机器人“刷机”将带来市场的一轮洗牌？
怎样将一个开源游戏移植给一款32位微控制器
全自动增压泵型号及选型
一、什么是 dc-dc 转换器？
dc-dc 转换器是一种电力电子电路，可有效地将直流电从一个电压转换为另一个电压。
dc-dc 转换器在现代电子产品中扮演着不可或缺的角色。这是因为与线性稳压器相比，它们具有多项优势。尤其是线性稳压器会散发大量热量，与 dc-dc 转换器中的开关稳压器相比，它们的效率非常低。
dc-dc 升压电路
在介绍 dc-dc 转换器 的工作原理之前，看一个示例，为什么 dc-dc 转换器这么有用？假设构建一个具有以下要求的电路：
dc-dc 升压电路
2ω 负载电阻
12v 直流电源
5v 负载电压
我们需要降低 12v 电池的电压，为负载提供 5v 电压。我们可以将一个2.8ω的电阻与负载串联，以提供所需要的电压。
先计算电路的效率如下：
dc-dc 升压电路
从这些计算中，我们可以看到负载仅仅消耗了 12.5w 的输入功率，剩余部分 (30 – 12.5 = 17.5 w) 转化为热量。
照这么来看，其实是有点浪费的，如果触摸串联电阻，会有点热，这里需要结合机制来冷却电路，为了获得更优的解决方案，可以看下面的电路：
dc-dc 升压电路
开关断开时，输入电压为 0v，控制在 on 位置时，输入电压为 12v。下图分别显示了开关位置 on 和 off 的等效电路。
dc-dc 升压电路等效电路
如果我们如下图（a）所示控制开关，我们得到如下图（b）所示的电压图。t为切换周期，单位为毫秒或微秒。
dc-dc 升压电路
在这种情况下，这种开关行为的平均输出电压为 5v，因为：
dc-dc 升压电路
该电路的平均输出电压为5v，但我们可以通过使用rc滤波电路去除谐波来改善输出波形。
如果我们假设开关是理想的（理想开关是不消耗或耗散电源的开关），我们可以计算出该电路的效率为 100%。当开关处于 on 位置时，流过电路的电流为 6a。
由于我们有一个理想的开关，耗散功率为 p_diss = ri 2 = 0 * 9 2 = 0w。当开关处于关闭位置时，没有电流流过开关，因此在这种情况下，耗散功率也为 0。
然而在实际应用中，找到一个理想的开关是比较困难的，这就意味着实际上会有一些功耗，虽然有功耗，但转换的效率仍旧很高。
二、 dc-dc 升压电路
dc-dc 升压电路主要是增加电源的电压，例如：升压转换器可以采用 5v 电源并将其升压至 25v。通常，你会在电池充电器或太阳能电池板中找到 dc-dc 升压转换器。它们还可用于从同一电池为具有不同工作电压的组件供电。
这种配置将直流电压升高到由电路中组件选择决定的水平。这是升压转换器的一般示意图。
1、升压开关打开状态
升压开关 on 状态
2、升压开关关闭状态
升压开关关闭状态
基本配置包括直流电源（vin）、电感（l）、二极管（d）、开关器件（sw）、平滑电容（c）和负载电阻（load），vout 是输出电压。
开关通常是功率电子器件，例如由 pwm 信号控制的 mosfet或bjt 晶体管。该 pwm 信号通过非常快速地切换晶体管来工作，通常每秒数千次。
三、dc-dc 升压电路工作原理
假设当前的电压是 5v，需要将 5v 转换为更高的电压值，用 dc-dc 升压电路就可以实现，这里假设我们是管道工。
1、涡轮加速
首先我们需要加速涡轮。为此，节气门打开，水快速排放，将部分能量传递给涡轮机，结果涡轮机开始旋转。
dc-dc 升压电路工作原理
2、填充压力储罐
油门关闭，由旋转的涡轮飞轮半部推动的一部分水打开阀门并填充储水箱，另一部分水在储水箱提供的高压下流向消费者，同时阀门防止水倒流。
dc-dc 升压电路工作原理
3、从压力储罐发电并加速涡轮机
涡轮的速度开始下降。水不能再推动阀门，储水箱仍有足够的能量积累。然后油门再次打开，水开始快速旋转涡轮。由于消费者从储罐接收能量，因此流向消费者的能量不会停止，然后循环重复。
现在工作原理已经很清楚了，我们将从管道设备切换到电子设备。
dc-dc 升压电路工作原理
我们用感应节流阀代替了涡轮机。晶体管用于代替控制水流的节流阀。二极管起阀门作用，用电代替储压罐。
下面就可以很好的理解，dc-dc 升压电路的工作原理。
1、电感累积电荷
开关已关闭，电感通过从源接收电流来积累能量。
dc-dc 升压电路工作原理
2、将能量转移到电容
开关打开，线圈保持磁场中积累的能量。电流试图保持在同一水平，但来自电感的额外能量会提高电压，从而打开通过二极管的路径。一部分能量流向消费者，而剩余能量在电容器中积累。
dc-dc 升压电路工作原理
3、在电感中积累能量并将电荷转移给消耗的电路
然后开关被锁定，线圈再次开始积累能量，同时，消耗的从电容接收能量。
dc-dc 升压电路工作原理
四、如何构建 dc-dc 升压电路
在下面中，构建一个 1.5v 至 5v dc-dc 升压转换器，
1、构建 dc-dc 升压 电路所需要的组件：
1.5v 直流电源
180uh 电感一个
1个1n3491 二极管
1个33uf 电容
一个 150 ω 电阻
一个 mosfet或jfet 开关晶体管
pwm 源，如arduino uno或555 定时器，可生成 50khz、5v、75% 占空比
2、dc-dc 升压电路工作原理图
dc-dc 升压电路
当华为邂逅Vogue：迸发不一样的火花！
SK海力士发布2022财年第三季度财务报告
华为P50系列或将问鼎DXOMARK榜首
用3DA87C制作调频发射电路,3DA87 FM transmitter
OSPF状态机详细过程简析
DC-DC升压电路图和工作原理讲解
智能手机怎么做防水
基于DSP和CPLD的小型无人机飞控计算机设计
MAX1121 1.8V、8位、250Msps模数转换器，L
深信服存储：老道的新手
孟晚舟担任华为轮值董事长 华为三位轮值董事长确认
上一代搭载A13芯片与5nm工艺的麒麟芯片升级后的区别在哪？
为什么有人向AI泼冷水
华为芯片困境的转机来了?
Sonnet发布具有11个端口的雷电4扩展坞
USB开发的这个错误你犯了吗
英国制造新型硅基可持续使用60年的LED灯泡
机器人“刷机”将带来市场的一轮洗牌？
怎样将一个开源游戏移植给一款32位微控制器
全自动增压泵型号及选型