升壓電路原理

我們知道，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，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高.有的電路升高的電壓能達到數倍電源電壓。下面一起來了解一下升壓電路原理。

升壓電路原理

舉個簡單的例子：有一個12V的電路，電路中有一個場效應管需要15V的驅動電壓，這個電壓怎么弄出來?就是用自舉。通常用一個電容和一個二極管，電容存儲電壓，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時候，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。

升壓電路只是在實踐中定的名稱，在理論上沒有這個概念。升壓電路主要是在甲乙類單電源互補對稱電路中使用較為普遍。甲乙類單電源互補對稱電路在理論上可以使輸出電壓Vo達到Vcc的一半，但在實際的測試中，輸出電壓遠達不到Vcc的一半。其中重要的原因就需要一個高于Vcc的電壓。所以采用升壓電路來升壓。

開關直流升壓電路(即所謂的boost或者step-up電路)原理

the boost converter,或者叫step-up converter，是一種開關直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高。基本電路圖見圖1.

假定那個開關(三極管或者mos管)已經斷開了很長時間，所有的元件都處于理想狀態，電容電壓等于輸入電壓。下面要分充電和放電兩個部分來說明這個電路。

充電過程

在充電過程中，開關閉合(三極管導通)，等效電路如圖二，開關(三極管)處用導線代替。這時，輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。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，這個比率跟電感大小有關。隨著電感電流增加，電感里儲存了一些能量。

放電過程

如圖，這是當開關斷開(三極管截止)時的等效電路。當開關斷開(三極管截止)時，由于電感的電流 保持特性，流經電感的電流不會馬上變為0，而是緩慢的由充電完畢時的值變為0。而原來的電路已斷開，于是電感只能通過新電路放電，即電感開始給電容充電， 電容兩端電壓升高，此時電壓已經高于輸入電壓了。升壓完畢。

說起來升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程。充電時，電感吸收能量，放電時電感放出能量。如果電容量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續的電流。如果這個通斷的過程不斷重復，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 溝道高端柵極驅動器

直接式驅動器：適用于最大輸入電壓小于器件的柵- 源極擊穿電壓。

開放式收集器：方法簡單，但是不適用于直接驅動高速電路中的MOSFET。

電平轉換驅動器：適用于高速應用，能夠與常見PWM 控制器無縫式工作。

N 溝道高端柵極驅動器

直接式驅動器：MOSFET最簡單的高端應用，由PWM 控制器或以地為基準的驅動器直接驅動，但它必須滿足下面兩個條件：

1、VCC

2、Vdc

浮動電源柵極驅動器:獨立電源的成本影響是很顯著的。光耦合器相對昂貴，而且帶寬有限，對噪聲敏感。

變壓器耦合式驅動器:在不確定的周期內充分控制柵極，但在某種程度上，限制了開關性能。但是，這是可以改善的，只是電路更復雜了。

電荷泵驅動器:對于開關應用，導通時間往往很長。由于電壓倍增電路的效率低，可能需要更多低電壓級泵。

自舉式驅動器:簡單，廉價，也有局限;例如，占空比和導通時間都受到刷新自舉電容的限制。需要電平轉換，以及帶來的相關問題。