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电源最常见的三种结构布局：buck、boost和buck-boost资料下载
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2021-04-25
敷衍作笑谈
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电源最常见的三种结构布局是降压（buck）、升压（boost）和降压–升压（buck-boost），这三种布局都不是相互隔离的。
今天介绍的主角是boost升压电路，the boost converter（或者叫step-up converter），是一种常见的开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。
下面主要从基本原理、boost电路参数设计、如何给Boost电路加保护电路三个方面来描述。
1、Boost电路的基本原理分析
Boost电路是一种开关直流升压电路，它能够使输出电压高于输入电压。在电子电路设计当中算是一种较为常见的电路设计方式。
首先，你需要了解的基本知识：
电容阻碍电压变化，通高频，阻低频，通交流，阻直流；
电感阻碍电流变化，通低频，阻高频，通直流，阻交流；
假定那个开关（三极管或者MOS管）已经断开了很长时间，所有的元件都处于理想状态，电容电压等于输入电压。
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路。
充电过程
在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如上图，开关（三极管）处用导线代替。这时，输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。
放电过程
如上图，这是当开关断开（三极管截止）时的等效电路。当开关断开（三极管截止）时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。
说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。
2、Boost电路参数的设计
对于Boost电路，电感电流连续模式与电感电流非连续模式有很大的不同，非连续模式输出电压与输入电压，电感，负载电阻，占空比还有开关频率都有关系。而连续模式输出电压的大小只取决于输入电压和占空比。
输出滤波电容的选择
在开关电源中，输出电容的作用是存储能量，维持一个恒定的电压。
Boost电路的电容选择主要是控制输出的纹波在指标规定的范围内。
对于Boost电路，电容的阻抗和输出电流决定了输出电压纹波的大小。
电容的阻抗由三部分组成，即等效串联电感（ESL），等效串联电阻（ESR）和电容值（C）。
在电感电流连续模式中，电容的大小取决于输出电流、开关频率和期望的输出纹波。在MOSFET开通时，输出滤波电容提供整个负载电流。
电感
在开关电源中，电感的作用是存储能量。
电感的作用是维持一个恒定的电流，或者说，是限制电感中电流的变化。
在Boost电路中，选择合适电感量通常用来限制流过它的纹波电流。
电感的纹波电流正比于输入电压和MOSFET开通时间，反比于电感量。电感量的大小决定了连续模式和非连续模式的工作点。
除了电感的感量外，选择电感还应注意它最大直流或者峰值电流，和最大的工作频率。
电感电流超过了其额定电流或者工作频率超过了其最大工作频率，都会导致电感饱和及过热。
MOSFET
在小功率的DC/DC变化中，Power MOSFET是最常用的功率开关。
MOSFET的成本比较低，工作频率比较高。
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