开关电源学习笔记2 --- Boost变换器的基本原理

Boost变换器：即升压变换器，其简单电路组成如下

• 其中的器件和Buck电路完全一致，只是开关SW，二极管和电感的位置发生了改变

假设当前SW正在以一定的频率快速进行开关，已经达到平衡的过程

在开关由断开到接通的期间
接通后，电流从$U_{in}$流经电感L再过开关SW到地（实际上就是L的充能过程），开关右端被短路，此时的右端输出电压由电容$C_O$放电维持
$U_{on}$ = $U_{in}$ - $U_{sw}$

当开关由接通到断开的期间
断开后，电流从电感L流经二极管$V_D$，再到滤波电容$C_O$和负载$R_L$到地（实际上就是L的放能过程和电源$U_{in}$的叠加输出，这也是能够升压的原因），同时对电容$C_O$进行充电
$U_{off}$ = $U_o$ - $U_{in}$ + $U_D$

设开关通断的PWM占空比为D（“伏秒积”和BCM/CCM/DCM三种模式在笔记1有介绍）

1. 在CCM和BCM模式下
   $D=\frac{T_{on}}{T}=\frac{T_{on}}{T_{on}+T_{off}}$
   带入伏秒积：$U_{on}{T}_{on}$ = $U_{off}{T}_{off}$，得 $D=\frac{U_{off}}{U_{on}+U_{off}}=\frac{U_o-U_{in}+U_D}{U_o-U_{sw}+U_D}$
   忽略二极管和开关管压降 $D=\frac{U_o-U_{in}}{U_o}$
   即 $U_o=\frac{1}{1-D}{U}_{in}$
   由于占空比D <= 1，$U_o>=U_{in}$，这就完成了升压的功能
2. 同理，在DCM模式下，也能达成升压效果