詳解簡單變壓電路

昨天寫的一些分析和經驗有幾個朋友可不可以用電路圖詳細介紹,今天就為大家在圖文並茂的分享一下,不知大家是否還記得電感有阻止電流變化的特性?

詳解簡單變壓電路

在開關閉合的那一瞬間,左邊迴路中的電流是由無到有變化的,也就是說電流變化的趨勢是順時針增大。電感會阻止這種變化的趨勢,電感內部會瞬間產生一個逆時針的電流,阻止了順時針電流的增大,但是電感只能阻止卻改變不了變化的趨勢,最後左邊迴路中會存在一個穩定的順時針方向的電流,如圖4-14左邊迴路的箭頭所示。

詳解簡單變壓電路

當S從導通到截止轉換時,電路左邊的直流電壓源被斷開,整個電路由電感L、二極管D、電容C和電阻R組成,輸入直流電壓源Vi由於開關S的截止電路中斷開。原先包括電感和Vi的迴路中,順時針的電流由於失去電源有急劇下降的趨勢,因為電感有阻止電流變化的特性,雖然失去了電源,但在電感內部會產生一個和原先順時針電流大小相等,方向相同的電流,來阻止該回路中電流的急劇下降。詳解簡單變壓電路

我們可以發現在這個開關從導通到截止的過程中,電感其實扮演了一個儲能的角色。在開關S的控制下把Vi的能量從圖4-14中左邊的迴路傳給右邊的RC迴路,我們再來看看RC迴路這個時候發生了什麼變化。這個時候,電感的能量逐漸轉移到電容上(前面介紹過,電容也有儲存能量的功能和阻止電壓變化的特性),電容兩端出現了電壓差,RC迴路中就產生了電流,這個電流流過電阻,產生了直流輸出電壓Vo。

詳解簡單變壓電路

但是這個時候 Vo和 Vi大小相等方向相反,還沒有達到我們的目的——升高電壓。讀者可能會問:為什麼到這個階段還沒有實現這個電路的基本功能呢?前面曾經提到過直流輸出電壓 Vo的平均電壓與開關S的導通和截止的時間有密切的關係,我們再接著分析下去,看看當開關S再次閉合的時候電路的狀態,因為電容儲存了能量而且又有阻止電壓變化的特性,所以這個時候右邊的RC迴路中產生了電流,而直流輸出電壓 Vo和 Vi保持大小相等方向相反。左邊的迴路是什麼情況呢?電感繼續從電源Vi獲得能量,等待開關S下一次的截止。

詳解簡單變壓電路

可以想象一下,左邊迴路中電感在獲得能量,右邊迴路中電容在釋放能量,而且電感獲得能量比電容釋放能量的速度快,開關S在電感獲得能量後馬上截止,這個時候電容第二次充電,此次充電結束後電容上將產生比 Vi大的電壓。如此反覆,隨著開關S的導通和截止,就可以得到比Vi大的直流輸出電壓Vo。


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