电感式DC该如何设计

电感是我们在变压器设计当中较长使用的一种元件，它的主要作用是把电能转化为磁能再存储起来。需要注意的是，虽然电感的结构类似于变压器，但是其只有一个绕组。本篇文章主要介绍了电感式DC-DC的升压器原理，并且本文属于基础性质，适合那些对电感的特性并不了解，但同时又对升压器感兴趣的朋友们。文中的一些原理性知识都能在网上查到，所以这里就不多家赘述了。 想要充分理解电感式升压原理，我们就必须首先知道电感的特性，包括电磁的转换与磁储能。这两点非常重要，因为我们所需要的所有参数都是由这两个特性引出来的。 首先，我们先来观察下面的图： 下面是正压发生器，你不停地扳动开关，从输入处可以得到无穷高的正电压。电压到底升到多高，取决于你在二极管的另一端接了什么东西让电流有处可去。如果什么也不接，电流就无处可去，于是电压会升到足够高，将开关击穿，能量以热的形式消耗掉。 各位朋友都知道，上图是电磁铁，一个电池对一个线圈通电。有人可能会奇怪，这么简单的图有什么好分析的呢我们就是要用这张简单的图来分析它通电和断电的瞬间发生了什么。 线圈（以后叫作“电感”了）有一个特性---电磁转换，电可以变成磁，磁也可以变回电。当通电瞬间，电会变为磁并以磁的形式储存在电感内。而断电瞬磁会变成电，从电感中释放出来。 现在我们看看下图，断电瞬间发生了什么： 前面我说过了，电感内的磁能会在电感断电时重新变回电，然而问题来了：此时回路已经断开，电流无处可以，磁如何能转换成电流呢很简单，电感两端会出现高压！电压有多高呢无穷高，直到击穿任何阻挡电流前进的介质为止。 这里我们了解了电感的第二个特性----升压特性。当回路断开时，电感内的能量会以无穷高电压的形式变换回电，电压能升多高，仅取决于介质变的击穿电压。 现在我们对以上的内容作一下小结： 然后是负压发生器，你不停地扳动开关，从输入处可以得到无穷高的负电压。 上面说的都是理论，现在来点实际的电子线路图，看看正/负压发生器的“ 小系统”到底什么样子： 你可以很清楚看到演变，电路中仅仅把开关换成了三极管换而已。不要小看这两个图，事实上，所以开关电源都是由这两个图组合变换而来，所以掌握这两个图非常重要。

电容电池原理

电容电池又叫黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双电层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此 电容器可以反复充放电数十万次。 电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积大，静电储存多的特点，在新能源汽车中有广泛使用。 电容的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也称作“电容电池”或说“黄金电池”。 电容器电池也属于双电层电容器，它是目前世界上已投入量产的双电层电容器中容量 大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 传统物理电容中储存的电能来源于电荷在两块极板上的分离，两块极板之间为真空（相对介电常数为1）或一层介电物质（相对介电常数为ε）所隔离，电容值为：C=ε·A/3.6πd·10-6（μF）其中A为极板面积，d为介质厚度。所储存的能量为：E=C（ΔV）2/2，其中C为电容值，ΔV为极板间的电压降。可见，若想获得较大的电容量，储存更多的能量，必须增大面积A或减少介质厚度d，但这个伸缩空间有限，导致它的储电量和储能量较小。 电容采用活性炭材料制作成多孔电极，同时在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液，当在两端施加电压时，相对的多孔电极上分别聚集正负电子，而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上，从而形成两个集电层，相当于两个电容器串联，由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面积（即获得了极大的电极面积A），而且电解液与多孔电极间的界面距离不到1nm（即获得了极小的介质厚度d），根据前面的计算公式可以看出，这种双电层电容器比传统的物理电容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上，从而使单位重量的电容量可达100F/g，并且电容的内阻还能保持在很低的水平，碳材料还具有成本低，技术成熟等优点。从而使利用电容器进行大电量的储能成为可能，且在实际使用时，可以通过串联或者并联以提高输出电压或电流。