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电子基础实训教程
1.5 附录2 升压模块的设计与制作

附录2 升压模块的设计与制作

1.Boost升压电路原理

基本电路图如附图2-1所示,假定电路中间的开关(三极管或者MOS管VT)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。

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附图2-1 基本电路

下面分充电和放电两个过程来说明这个电路。

(1)充电过程

在充电过程中,开关闭合(三极管VT导通),等效电路如附图2-2所示,开关(三极管VT)处用导线代替。这时,输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。

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附图2-2 等效电路

(2)放电过程

如附图2-3所示是当开关断开(三极管VT截止)时的等效电路。当开关断开(三极管VT截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢地由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了,升压完毕。

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附图2-3 放电过程

升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量;放电时,电感放出能量。如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。如附图2-4所示为电感电流的变化。

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附图2-4 电感电流的变化

2.升压模块原理图和PCB

升压模块原理图如附图2-5所示,PCB图如附图2-6所示,PCB板如附图2-7所示,升压模块实物如附图2-8所示。

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附图2-5 升压模块原理

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附图2-6 PCB

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附图2-7 PCB板

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附图2-8 升压模块实物

3.技术参数

①工作电压:1.0~5V。

②LED灯警告:1.0~3.7V。

③输出电压:5.6V。

④输出电流:<=500mA。

⑤输入方式:Vin+输入正极,Vin-输入负极。

⑥输出方式:标准USB或Vo+正极输出,Vo-负极输出。

⑦载能力强:当VIN=3.0V,VOUT=3.3V时,IOUT=650mA。

⑧工作指示:LED指示根据输入电压1.0~3.7V从最亮到熄灭,接负载LED指示灯亮。

⑨面积大小:线路板为22mm×20mm,带USB头为29mm×20mm。