硬件工程师-BOOST升压电源设计

目录

一、Boost变换原理

二、Boost电路电感电流模式

三、Boost电路DCM模式下的输出电压

 四、Boost电路基本参数

五、Boost电路电感计算与选择

 六、Boost电路电感计算与选择举例

 七、Boost电路电容计算与选择举例

  八、Boost电路功率开关管的选择

 九、Boost电路二极管的选择

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一、Boost变换原理

 开关闭合时，电感电压等于输入电压

 开关断开时，电感电压=输出电压-输入电压，

 

 电感的感生电动势，N ΔΦ磁通的变化率，Δt时间

假设开关闭合与开关断开，开关断开时能量全部释放光

 将第三个式子带入进去

 将上面的式子转换一下得到下面公式，D是开关导通的时间占空比

 电感的电流

 开关闭合，电感电流线性上升

开关断开，电感电流线性下降

 斜率变化、

波形的大小取决于->负载电流Io

纹波大小取决于->电感量的大小，电感越大纹波越小，电感越小纹波越大。

变化的快慢，斜率取决于->输入电压输出电压

磁饱和：磁通达到极限，不再增加，感生电动势（UL）变为0，变为一条导线（R很小），电流急剧上升，烧毁元件。

 所以要避免磁芯饱和的现象，应该要对电感电流的峰值进行限制就可以了。

二、Boost电路电感电流模式

问题1、BOOST电感电流是否只能是连续的（即CCM模式)?

问题2、有没有可能进入DCM模式?在什么情况下可能进入DCM模式?

 讨论：开关无论是闭合还是断开，L都有电流吗?

闭合时，电流上升，储能UL=Uin

断开时，电流下降，放能UL=Uo-Uin

能量放完，电流应该为0，此时UL=0

D阳极对地电丛为Uin，阴极对地电压为Uo。

UinD反向偏置，D电流为0，L电流亦为0，D电流为0期间，负载依靠电容C供电。

 提示:电感量L较小时，容易进入DCM模式，若L不变，当负载电流下降也会进入DCM。

三、Boost电路DCM模式下的输出电压

 四、Boost电路基本参数

五、Boost电路电感计算与选择

 六、Boost电路电感计算与选择举例

 七、Boost电路电容计算与选择举例

  八、Boost电路功率开关管的选择

 九、Boost电路二极管的选择

十、Boost稳压控制原理

         输出电压，通过采样电阻接入到误差放大器的反相输入端与基准电压Uref比较，如果高于基准电压Uref误差放大器输出的Ue降低，误差放大器接入到PWM输出比较器的同相输入端，Ue降低，输出的PWM占空比降低，导致输出电压Uo下降。

         输出电压，通过采样电阻接入到误差放大器的反相输入端与基准电压Uref比较，如果低于基准电压Uref误差放大器输出的Ue升高，误差放大器接入到PWM输出比较器的同相输入端，Ue升高，输出的PWM占空比升高，导致输出电压Uo升高。

三个环节：采样通过电阻分压采样，分析通过误差放大器分析，调节占空比通过PWM比较器。

十一、比较器工作原理

 G=100dB的意思是100/20=5，10^5倍

同相输入端大于反相输入端，Uo输出高电平，反相输入端低于同相输入端，Uo输出高电平

同相输入端小于反向输入端，Uo输出低电平，反相输入端高于同相输入端，Uo输出低电平

十二、误差放大器（负反馈放大器）

闭环放大倍数为Av=Rf/Ri。

 采样电压比参考电压高，输出电压减小

采样电压比参考电压低，输出电压升高

十三、误差放大器与PWM比较器配合使用

 参考电压Uerf为5V。Usample为采样电压

 十四、稳压控制环的参数

 输出电压为10V，PWM占空比围绕50%进行波动调整。

十五、Boost实例 

电压调整率1%

电流调整率1%

输出纹波＜300mv

效率不低压80%