升压电路的基本原理

本文主要介绍常用的升压电路，分为电感储能型、变压器型升压和电荷泵型。

一、电感储能型（Boost拓扑）

1. 工作原理

通过开关管（MOSFET或三极管）周期性地导通和关断，控制电感的储能与释放：
• 充电阶段：开关导通时，输入电源对电感充电，电感储存磁能，此时二极管截止，输出由电容供电。
• 放电阶段：开关关断时，电感释放能量，与输入电压叠加，经二极管对电容和负载供电，实现升压。
参考链接：电感升压（boost电路）感性理解

2. 关键公式

输出电压与占空比（D）的关系：

当占空比D增大时，输出电压升高。

3. 特点

• 高效率：典型效率可达90%以上。
• 连续/断续模式：电感电流是否归零影响输出纹波和响应速度。

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二、变压器型升压

1. 工作原理

• 高频振荡器：通过NE555等芯片产生高频脉冲驱动变压器初级。
• 电磁耦合：变压器次级绕组匝数比初级多，实现电压提升。
• 整流滤波：次级高压脉冲经二极管整流和电容滤波后输出直流高压。

2. 典型应用

• 小功率场景：如万用表高压替代电池、CRT显示器高压电源。
• 优点：可实现高压输出（如20kV以上），适合特定工业设备。

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三、电荷泵型（电容型）

1. 工作原理

• 电容充放电：通过开关阵列切换电容连接方式，实现电压叠加。
• 电压倍增：例如，利用两相时钟控制电容充放电，输出为输入电压的整数倍（2倍、3倍等）。
参考链接：电容如何能做升压？

2. 特点

• 无电感设计：体积小，适合集成化。
• 低功率场景：多用于低电流需求的设备（如LCD背光驱动）。

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对比总结