1 、Boost電路原理

開(kāi)關(guān)電源Boost電路是一種升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換電路，其輸出電壓高于輸入電壓。

Boost電路拓?fù)鋱D如下圖所示，該電路由開(kāi)關(guān)管Q、電感L、輸出濾波電容C、二極管D和負(fù)載R組成。其中開(kāi)關(guān)管通常由PWM波驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通和關(guān)閉，控制電感儲(chǔ)能、釋放能量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)升壓。

Boost電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通電阻RdsON很小，相當(dāng)于短路，此時(shí)，二極管左側(cè)短路到地，右側(cè)電容電壓不能突變，因此二極管處于處于截止?fàn)顟B(tài)。輸入電源Vin給電感L充電，電感儲(chǔ)能，因?yàn)殡姼袃啥穗娏鞑荒芡蛔儯ㄗ兇螅姼袝?huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)阻止電流變大，電感L兩端電壓極性左正右負(fù)，電感兩端電壓UL = Vin，等效電路如下圖所示。注意此時(shí)由電容C給負(fù)載供電，隨著時(shí)間增加，電容C不斷放電，其兩端電壓（即輸出電壓）逐漸減小。

Boost電路開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)等效電路圖

開(kāi)關(guān)管Q截止時(shí)，相當(dāng)于斷路，二極管導(dǎo)通，等效電路如下圖所示。電感電流不能突變（變小），電感會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)阻止電流變小，電感兩端電壓極性左負(fù)右正，電感兩端電壓UL =Vout-Vin，此時(shí)電感處于放電狀態(tài)。可以理解為電感相當(dāng)于一節(jié)電池，和Vin（另一節(jié)電池）串聯(lián)，一起給負(fù)載供電，同時(shí)給電容C充電，因此輸出電壓高于輸入電壓。

Boost電路開(kāi)光管Q截止時(shí)等效電路圖

下面對(duì)流過(guò)電感電流、電感兩端電壓以及輸出電壓進(jìn)行分析。MOS管開(kāi)關(guān)周期為T(mén)s，導(dǎo)通時(shí)間為T(mén)on,閉合時(shí)間為T(mén)off，占空比D=Ton/Ts。

根據(jù)電感伏秒平衡定律，即ULTon=ULToff。

對(duì)于Boost電路而言，ULTon = VinTon,UL Toff=(Vout-Vin) （Ts-Ton）

即Vin Ton = (Vout-Vin) （Ts-Ton）,通過(guò)公式推導(dǎo)，

占空比D = (Vout-Vin)/Vout。

對(duì)參數(shù)有了理解后，對(duì)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通關(guān)閉時(shí)電感電流、電感電壓輸出電壓進(jìn)行分析，如圖所示。

由上圖可知，在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，即Ton期間，電感電流不斷增大，電感兩端電壓為Vin,Ton期間由輸出電容放電為負(fù)載供電，電容兩端電壓不斷減小即輸出電壓Vout不斷減小，當(dāng)輸出電壓小于設(shè)計(jì)值一定程度時(shí)，開(kāi)關(guān)管關(guān)閉。開(kāi)關(guān)管關(guān)閉后，Toff期間流過(guò)電感電流減小，電感兩端電壓為Vin-Vout,Toff期間Vin和電感一起為負(fù)載供電，輸出電壓不斷增大，當(dāng)高于設(shè)計(jì)值一定程度時(shí)，開(kāi)關(guān)管再次導(dǎo)通，不斷重復(fù)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通關(guān)閉，來(lái)控制電感儲(chǔ)能和釋放能量，實(shí)現(xiàn)升壓。

2、同步類(lèi)型BOOST電路

上述電路拓?fù)錇楫惒紹oost電路，但是二極管導(dǎo)通壓降較大，功耗相對(duì)較高，對(duì)于有高效率需求的應(yīng)用就不具有優(yōu)勢(shì)了，因此通會(huì)選擇同步Boost芯片，同步Boost升壓電路拓?fù)鋵⒍O管更換為MOS管，同步Boost電路圖示意如下。
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