电感如何能做升压？ （Boost电感升压电路、电感的运用）

目录

一、简介    

二、原理

1、电感电流不能跃变：

2、电感电流变化产生感应电压，从而阻止电流的变化。

三、升压电路

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一、简介    

       最近工作中遇到了一个升压电路，里面用了一个电感一个电容，就把电压给升上去了，上网搜了一下，整理了一下原理。

二、原理

        这里面用到了电感的两个重要特性：

• 电感电流不能跃变；
• 以及电感会产生感应电压以阻止电流变化。

我们先熟悉一下电感的这两个重要特性吧。

1、电感电流不能跃变：

也就是说当你用一个电感来把电源短到地，这个短路电流不会从0跃变到最大值I，而是以一定斜率连续变大的，如下图一。这个斜率与电感值有关，电感值越大，这个斜率越缓；电感值越小，这个斜率越陡。极端情况，电感值为0，就相当于导线，那电流就直接跃变到最大值了。

2、电感电流变化产生感应电压，从而阻止电流的变化。

这一关系用数学式子表示就是：

        比如图一中S1闭合，电流i从0要变到最大值，di/dt为正，因此uL极性与图中一致；当S1断开，电流从最大值I要降到0，di/dt为负，uL极性就会与图中标出的极性相反，形成反向电压，阻止电感电流减小。

三、升压电路

        了解了电感这两个重要特性后，我们来看看聪明的人类是怎么用电感来升压的吧。图二是Boost升压电路的典型架构，当S1导通S2断开（即图二所示（1）阶段）时，相当于用电感将输入源VIN短路，电感电流就会以固定斜率增长，此时电感就在蓄能了。

        直到S2导通S1断开（即图二所示（2）阶段），由于电感电流不会跳变，电感电流继续沿原来的电流方向流动，同时由于闭环路径中阻抗增加（此时闭环电路中有了输出电容C），电感电流势必减小。而电感要阻止其电流减小，会产生反向电动势VL。这个反向电动势也正是电感将电压抬升的部分。此时输出电容C上的电压VOUT就是等于电感上的反向电动势VL加上VIN。因此输出电压也就比输入高了，实现了升压。（在S2断开期间即（1）阶段，VOUT的电压是靠电容上充好的抬升电压来维持的）。

        在实际应用中，自动控制的引入是必须的，Boost芯片负责从输出采样，根据这个采样反馈来控制功率开关管Q1的通断（如图三（a））或Q1、Q2的通断（如图三（b）），实现升压。

        电感型升压电路广泛应用于各种要求电压高于输入电压的场景，比如各种LED背光驱动、闪光驱动等。

图四：电感升压电路广泛应用于手机背光、闪光驱动中

        图五是目前广泛用于智能手机中的闪光驱动方案。闪光驱动是Ti公司的LM3646。其中用到了Boost给输出闪光灯提供电压，同时集成了电流源来控制闪光LED灯的亮度。其LED的电流大小又可以通过I2C数字接口来控制。

图五：Boost应用于典型的闪光驱动应用中

        最近新出现的高压射频功放（PA）也采用电感型升压电路来供电，以优化PA性能，可谓是电感升压电路在射频领域的新应用了。