Понимание повышающего преобразователя

В настоящее время я использую повышающий преобразователь, поэтому я сделал все расчеты, чтобы он работал. Мой вопрос не о расчете, а о том, как физически работает повышающий преобразователь.

Вот оно: выходное напряжение зависит от рабочего цикла D. Если пренебречь эффективностью D=1-Vin/Vout, тогда Vout = Vin/1-D. Это означает, что при увеличении рабочего цикла выходное напряжение увеличивается.

введите описание изображения здесь

Функционал преобразователя следующий:

  • когда внутренний переключатель S включен, ток заряжает катушку индуктивности.
  • когда внутренний переключатель S выключен, индуктор L противостоит изменению тока, а затем последовательно с Vin создается напряжение, поэтому Vout > Vin

Единственное, чего я не понимаю: почему напряжение увеличивается с рабочим циклом?

При увеличении рабочего цикла ILmax будет выше, но для катушки индуктивности U = L*di/dt. Тогда напряжение на катушке индуктивности зависит от уменьшения тока, а не от ILmax. Поскольку нагрузка (C и R) одинакова, уменьшение тока должно быть одинаковым, и тогда VL должно быть одинаковым, нет?

Тогда физически, почему VL зависит от рабочего цикла?

Проблема с простым размышлением о Ldi/dt заключается в том, что ваша упрощенная модель в любом случае имеет нулевое время, что дает бесконечное напряжение, что не очень полезно. Подумайте о накоплении энергии — если вам нужно больше напряжения на ту же нагрузку, вам нужно передать больше энергии через преобразователь, а это значит, что вам нужно хранить больше в катушке индуктивности.

Ответы (2)

"почему напряжение увеличивается с рабочим циклом?" Просто: если вы увеличиваете DutyCycle, вы заряжаете индуктор дольше, следовательно, он содержит больше энергии в конце заряда. В цикле разряда эта энергия передается через диод D в нагрузку и конденсатор.

Да, ILmax будет выше, потому что будет взиматься дополнительная плата. Поймите, что конденсатор заряжен током, а напряжение показывает, насколько он заряжен. С индуктором все наоборот, он заряжается при подаче напряжения (это происходит, когда S замыкается), а ток показывает, насколько он заряжен.

Вы немного сосредотачиваетесь на Vl, напряжении на катушке. Но это не так важно, важен ток индуктора. Катушка индуктивности ведет себя как источник тока, когда она все еще содержит заряд, а S разомкнут.

Обратите внимание, что для того же рабочего цикла, если вы увеличите значение нагрузки R, выходное напряжение V0 увеличится! Данный рабочий цикл не приводит к постоянному напряжению на выходе. Вот почему настоящие повышающие преобразователи нуждаются в цепи обратной связи для управления рабочим циклом.

Если бы вы сняли нагрузку R, напряжение увеличилось бы до бесконечности! (по идее так и есть)

тогда Vo является результатом тока через нагрузку, а не ток через нагрузку, который является результатом Vo, мне нужно думать в обратном направлении, к чему я привык, я думаю. Но если индуктор является источником тока, почему ток становится меньше тока, необходимого нагрузке? Я имею в виду, например, вам нужен ток 1 А, пульсация будет колебаться между 1,3 А и 0,7 А. Как это возможно, что ток опускается ниже 1А? Когда в катушке больше нет тока, почему генератор Vi не дает необходимого тока?
Важен средний ток, потому что это ток через нагрузку. Ток через катушку может достигать нуля! Это просто означает, что катушка разряжена. Минимальный и максимальный ток катушки устанавливаются рабочим циклом. Зарядка катушки дольше увеличивает максимальный ток! Когда катушка разряжается, она ведет себя как источник тока, поэтому Vi полностью игнорируется. Таким образом, Vi не может подавать ток, это катушка определяет ток. Когда катушка разряжена Icoil = 0, тогда Vi не может дать ток, потому что Vo > Vi и диод будет обратным.

Предположим, что повышающий преобразователь с непрерывной проводимостью (расширение до преобразователя, который не является непрерывным, является прямым)

Если подать напряжение на катушку индуктивности, то ток через нее изменится. Если вы приложите к нему длительное постоянное напряжение (по крайней мере, к идеальному индуктору), его ток будет неограниченно увеличиваться с течением времени.

Но ток этой катушки индуктивности не увеличивается без ограничений, его среднее значение остается неизменным. Это означает, что усредненное по времени напряжение на катушке индуктивности равно нулю.

Поскольку время, в течение которого на катушке индуктивности есть выходное напряжение, уменьшается, выходное напряжение должно увеличиваться, чтобы компенсировать большое количество времени, в течение которого он видит входное напряжение.

Понимание повышающего преобразователя
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v