分析简单的升压电路，看电阻、电容等元件是如何工作？

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分析简单的升压电路，看电阻、电容等元件是如何工作？

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本文就是通过分析一简单的DC-DC升压电路，来综合了解电阻、电容、电感、二极管到底是怎么工作的，它们之间又是如何组合在一起相互影响相互作用，实现了升压的功能，看完之后或许会发现，元器件好神奇，不同的组合形成不同的“招式”，造成电路千变万化。图1为简单的DC-DC升压电路图。

图1：简单DC-DC升压电路图

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在分析电感L在这个电路中的作用之前，我们先来看看这个电路的一个关键控制器件S，S是一个开关器件，在实际电路中由晶体管或场效应管来实现，因为直流输出电压Vo的平均电压与开关S的导通和截止时间有密切的关系，所以这里就围绕S器件导通和截止来分析此电路。

当S从截止到导通转换时，电路可以分成两个部分，如图2所示，每个部分都是一个独立的闭合回路，能够达到这种效果完全归功于电路中的二极管D。左边的回路包含了直流输入电压源Vi，右边的回路包含了一个电容C和一个电阻R，中间虚线部分在开关S闭合的状态下可以看成开路，由于这个时候右边RC回路还没有从左边回路获取能量，所以RC回路不存在电流，故此时直流输出电压Vo为零。

图2：开关S闭合时电路状态

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大家是否还记得电感有阻止电流变化的特性？下面对图2的分析将用到电感的这个特性。在开关闭合的那一瞬间，左边回路中的电流是由无到有变化的，也就是说电流变化的趋势是顺时针增大。电感会阻止这种变化的趋势，电感内部会瞬间产生一个逆时针的电流，阻止了顺时针电流的增大，但是电感只能阻止却改变不了变化的趋势，最后左边回路中存在一个稳定的顺时针方向电流，如图2左边回路的箭头所示。

当S从导通到截止转换时，电路左边的直流电压源被断开，整个电路由电感L、二极管D、电容C和电阻R组成，如图3所示，输入直流电压源Vi由于开关S的截止被断开。原先包括电感和Vi的回路中，顺时针的电流由于失去电源有急剧下降的趋势，因为电感有阻止电流变化的特性，虽然失去了电源，但在电感内部会产生一个和原先顺时针电流大小相等、方向相反的电流。来阻止该回路中电流的急剧下降。

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图3：开关S截止时电路状态

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我们可以发现在这个从导通到截止的过程中，电感其实扮演了一个储能的角色，在开关S的控制下把Vi的能量从图2中左边的回路传给右边的RC回路，那么此时RC回路在这个时候又会发生什么变化呢？这个时候，电感的能量逐渐转移到电容上，所以电容C两端出现了电压差，RC回路中就产生了电流，这个电流流过电阻，产生了直流输出电压Vo。

但是这个时候Vo和Vi大小相等方向相反，还没有达到最终的目的--升高电压。此时有些大伙可能就问：为什么到这阶段还没有实现升高电压呢？前面曾经提到过直流输出电压Vo的平均电压与开关S的导通和截止时间有密切的关系，我们再接着分析下去，看看当开关S再次闭合的时候电路的状态，如图4所示。

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图4：开关S再次闭合时电路状态

因为电容储存了能量而且又有阻止电压变化的特性，所以这个时候右边的RC回路中产生了电流，而直流输出电压Vo和Vi保持大小相等方向相反。左边的回路此时又是什么情况呢？电感继续从电源Vi获得能量，等待开关S下一次的截止。

可以想象一下，左边的回路中电感在获得能量，右边的回路中电容在释放能量，而且电感获得能量比电容释放能量的速度快，开关S在电感获得能量后马上截止，这个时候电容第二次充电，此次充电结束后电容上将产生比Vi大的电压。如此反复，随着开关S的循环快速导通、截止，就可以得到比Vi大的直流输出电压Vo。

yxlk

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xiaojianpan

讲的深入浅出、浅显易懂，感谢分享！！！！！！