学习笔记:简谈boost升压电路

boost升压电路(boost converter or step-up converter)是一种常见的开关直流升压电路,它通过开关管导通和关断来控制电感储存和释放能量,从而使输出电压比输入电压高。
现在的开关电源一般是由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成,结合各种开关电源拓扑结构,组成完整的开关电源,开关电源最主要的是开关IC,如下图是BOOST升压电路拓扑结构,主要是由电感L1、开关管Q1以及二极管D1组成。

学习笔记:简谈boost升压电路_第1张图片
工作过程可分为充电和放电两部分
充电过程:在充电时候,开关管导通,可理解为MOS管这里相当于一根线直接将漏极D和源极连起来,相当于把MOS管短接,化简原理图
学习笔记:简谈boost升压电路_第2张图片
这时候输入电压流过电容C1滤波,电感L1、MOS管Q1,随着L1不断充电,电感上的电流线性增加,到达一定时候电感储存了一定能量;在这过程当中,二极管D1反偏截止,由电容C2(电容C2有电是因为上一次放电时给电容C2充电)给负载提供能量,维持负载工作;

放电过程:
当开关管不导通时候,此时Q1相当于断开,由于电感有反向电动势作用,电感的电流不能瞬时突变,而是会缓慢的逐渐放电。由于原来的电回路已经断开,电感只能通过D1、负载、C1回路放电,也就是说电感开始给电容C2充电,加上给C2充电之前已经有C2提供电压,因此电容两端电压升高,这也是叫升压电路的原因。

学习笔记:简谈boost升压电路_第3张图片
这里的电感在一个周期内有可能全部大于零,有可能等于零,全部大于零时候处于连续工作模式(CCM),等于零时候称为断续工作模式(DCM)。一般输出电容C2要足够大,这样在输出端才能保证放电时候能够保持一个持续的电流,同时二极管一般至少采用快恢复二极管。

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