一個變壓器就能對直流進行升降壓嗎？

使用變壓器來對交流進行升降壓，電網傳輸時為了提高傳輸效率，也用到了很多變壓器來改變交流電壓，我們也比較熟悉。

但是我們平常用的電子設備，像手機、電腦、平板、智能手環等等卻是使用鋰電池來供電，我們知道作為化學電源的鋰電池是直流源。像上面提到的電子設備所使用的電源電壓并不是固定不變的，通常在滿電的時候電池電壓會高一些，相反快沒電的時候會低一些。

即使是這樣鋰電池的電壓也在3.6V-4.2V之間，但是呢對于一些需要更高電壓或更低電壓的模塊，直接使用鋰電池供電就不合理了，這就需要一個升壓或降壓模塊來提供較為更高或更低的電壓。

那么直流升降壓能不能和交流一樣使用變壓器呢？我們知道交流升降壓利用了交流互感的原理，根據線圈的扎數比來改變電壓，可升高可降低。但是如果直接把直流電接在變壓器上，線圈直接就變成了導線，變壓器的輸入端沒有變化的電流，在變壓器另一端也不會有電壓輸出了。

在學校教材上一般只能看到交流的升降壓方法，而直流升降壓理解起來要比交流的升降壓要復雜很多。那怎么對直流進行升降壓呢？其中直流降壓相比直流升壓方法要多一些，比如使用開關電源或線性穩壓器，直流升壓相對方法就比較固定了，一般都選擇開關電源，也就是今天說的boost升壓電路。

boost升壓電路

上圖是一個典型的boost升壓電路。當驅動電路輸出高電平，使功率管導通，電流通過電感和功率管流向地，此時電能以磁能的方式存儲在電感L中。由于功率管導通后壓降很小，因此電感L兩端的電壓接近于電源電壓，也就是VIN。

當驅動電路輸出低電平，功率管關斷，我們知道電感的電流并不能突變，此時電感電流會通過二極管D給電容充電來提高輸出端電壓Vo，電容 C 和負載兩端的電壓為電感的反向感應電壓（相對于充電時） 和輸入電壓 VIN 共同作用的結果（也就是VIN和VL的疊加），電容開始積累電荷，輸出電壓 Vo緩慢增加，如此反復，這會導致輸出電壓Vo大于輸入電壓VIN。因此這種電路被叫做boost升壓電路。

通過對boost升壓電路的簡單分析可見直流升壓并不像交流那樣簡單，用一個變壓器就能實現，這還需要一些復雜的電路控制來對直流進行升降壓，本質上直流并不能直接升壓，上面的boost電路也是把直流變成了一種交流形式，通過變化的電感電流來對輸出端電容進行充電，來提升電壓。從這也可以看到這種開關電源升壓得到的直流電壓并不是很干凈，會含有微小的波動，是不如前面我們說的直流線性穩壓器的電壓波形干凈。但是開關電源的效率是很高。

由于開關電源需要復雜的電路控制，這實際上又給我們創造了很多就業崗位，可謂有利有弊，是否為此而感到高興呢？

審核編輯：劉清