BOOST开关型调整器详解

1、基本工作原理

上图为boost调整器，是从低压输入得到高压输出的调整器。其工作电路为，在Vdc和开关管Q1之间串接电感L1，电感下端通过整流二极管D1给输出电容和负载供电。

当Q1在Ton时段导通时，D1反偏，L1电感电流线性增加，电感存储能量，此时负载输出电流全部由Co提供；Q1关断时，由于电感电流不能突变，L1电压极性颠倒，异名端相对于同名端为正，电感给电容充电，使电容电压大于Vdc。此时，电感给负载供电并补充电容Co损失的电荷。

它以负反馈的方式控制开关器件Q1的开断：若直流负载电流上升，则导通时间会自动增加为负载提供更多能量。若Vdc下降而Ton不变，则电感储能会下降，导致输出电压下降，但负反馈会检测到电压的下降，并增加Ton来维持电压恒定。

2、参数设计

1）最大导通时间

误差放大器可以在不连续模式下正常工作，而在连续模式下，不能使反馈环稳定并会产生震荡。为保证电路工作在不连续模式，设定整个周期的20%为死区时间，这样，最大导通时间、磁芯复位时间、死区时间就构成了整个周期。即：

由于最大导通时间出现在Vdc和Ro最小时，则：

两式联立，则最大导通时间：

1）开关频率选择

频率越高，滤波器件电容电感的体积越小；频率越高，电路总损耗越高，所需的散热器也越大。

一般认为，在25~30kHz范围内，buck电路的整个体积会随频率的增加而减小，但频率超过50kHz后，则情况相反，随着频率增加损耗更大，散热器体积越大，电路体积也越大。

2）输出滤波电感

boost电路只能工作于不连续模式下，所以需要满足电感应保证直到最小规定电流（通常为额定电流的1/10），电感电流也保持连续。

，若Vdcmin和Romin（最大负载电流）已知，且计算出Tonmax，kmax=0.8，则可根据此式求出L1，且保证电流不会进入连续工作模式。

3）占空比

4）最大开关器件应力

5）最大二极管应力

3、芯片选型

选择Boost电路芯片时，主要考虑其输入电压，输出电压、输出电流、开关频率、噪声、功耗、最大占空比、散热、价格、封装。

我在附件上传了TI的选型手册，里面包含以上参数，选到合适的芯片后还可以通过立创商城、半岛小芯等网站查找其他公司类似芯片。

4、典型电路与PCB布局

选择好需求的芯片后，就需要围绕此芯片进行硬件设计，而在设计之前可以查看其规格书学习他的参考设计和参考Layout。以TPS61220为例：

输入输出电容靠近输入输出端且两电容共地，电感靠近L引脚和输入端。