升壓降壓電路工作原理,原理圖-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-09-12
DC-DC有多種拓撲結構，如BUCK（降壓）、BOOST（升壓）、BUCK-BOOST（升降壓）三大基本拓撲結構。升壓降壓電路（Boost和Buck電路）通過電感的儲能與釋放、開關元件的周期性通斷及占空比調節實現電壓轉換，其中升壓電路輸出高于輸入電壓，降壓電路反之。
升壓電路工作原理
Boost電路通過開關管導通時儲能在電感中，截止時輸出電壓升高。在Boost電路中，當開關管Q1處于導通狀態時，電源提供的電流將通過開關管流向儲能電感L1。這一過程中，電能被轉換為磁能，儲存在電感中。同時，二極管D1處于反向偏置狀態，阻止電流反向流動。輸出濾波電容C1則開始充電，為負載電阻R1提供穩定的電壓。
電感中的電流呈現線性增長趨勢，但電感的自感作用會對其上升趨勢產生阻礙。在這個階段，電感將輸入的電能高效地轉換為磁能，并存儲起來。此時，輸出電壓的大小與儲能電壓保持一致。二極管D1的作用至關重要，它能夠有效防止輸出濾波電容C1對地放電，從而確保負載電阻R1能夠獲得穩定的電壓輸出。
接下來，當開關管Q1進入截止狀態時，電感中的電流將逐漸減小。由于電感的自感作用，這一減小趨勢會受到一定的阻礙。此時，電感兩端的電壓呈現左負右正的極性，導致輸出端Uo的電壓為Ui與UL之和，即輸出電壓高于輸入電壓。
降壓電路工作原理
BUCK電路通過開關管的周期導通和截止，實現電能通過電感的存儲與釋放，以此達到降壓效果。
BUCK電路，作為降壓電路的一種，其基本拓撲結構如圖所示。從左至右，依次為電源、開關管Q1、續流二極管D1、儲能電感L1、輸出濾波電容C1以及負載電阻R1。這些組件協同工作，共同實現降壓的功能。
輸入直流電源Vin，輸出直流電壓Uo。晶體管Q1作為開關元件，能夠在導通和關斷之間切換電流，常見的開關管類型包括三極管和mos等。其導通與關斷狀態由控制電路輸出的驅動脈沖所控制。
當開關管Q1的驅動信號為高電平時，開關管將導通，此時續流二極管會反向截止，電流將通過電感流向負載R1。電感電壓UL等于輸入電壓Ui減去輸出電壓Uo，導致電感電流從最小值逐漸上升到最大值。
經過一段時間后，控制電路發出的驅動脈沖變為低電平，導致開關管Q1關閉。此時，由于開關管的阻斷，電感L1中無法形成電流通路。電感L1兩端會產生一個右端正、左端負的感應電動勢，這一電動勢使得續流二極管D1進入正向偏置狀態并導通，從而形成了由電感L1、二極管D1和負載R1構成的電流回路。
經過一段時間后，控制電路發出的驅動脈沖再次變為高電平，使得開關管Q1重新開啟。此時，電感L1中重新形成了電流通路。隨后，電感電流開始逐漸增大。此時，電感L1兩端會產生一個右端負、左端正的感應電動勢，打斷了由電感L1、二極管D1和負載R1構成的電流回路。
BUCK-BOOST電路（升降壓）
BUCK-BOOST電路結合Boost和Buck變換器的特點，通過改變開關管的PWM占空比，可以靈活實現升壓或降壓功能，其電壓極性相反。
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