谈谈boost升压电路的充放电过程及其工作模式

电子说

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描述

boost升压电路,它通过开关管通关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。它多用于输出高压低电流的应用场合。

MOS管

  1. 充电过程

当mos导通的时候,电感充电,电容C2放电,二极管截止,注意这个时候节点电压为0

MOS管

  1. 放电过程

mos关断,节点电压(也就是电感与mos管的节点)抬升到高于Vin ,电感放电,使本来为负载的电感变电源,电容的电压被拉高从而升压

MOS管

三种工作模式

★ ccm 电感电流连续模式

主要指的是电感中的电流连续情况

低压满载容易进入电流连续模式(因为i=(u/L)T输入电压低,电流变化小)

当输入是恒定电压时:

MOS管

当输入是周期电压时:

MOS管

★ dcm 电感电流断续模式

高压输入,轻载,会更容易跑到断续模式(因为i=(u/L)T输入电压低,电流变化大。而且轻载的时候需要的能量比较少,所以激磁快去磁也快,剩余的时间就是断续时间)

当输入是恒定电压时:

MOS管

当输入是周期电压时:

MOS管

boost设计与器件选型

★ 电感

如果想完全工作在CCM模式电感必须足够大,如果想完全工作在DCM模式电感必须足够小。电感的线径粗能够防止脉冲电流,电感的磁心大能够出更多的能量

★ 输出输入电容

根据需要的纹波,考虑的容值

MOS管

(当电容越大纹波越小)

也要注意输入输出电容的等效电阻esr

★ 输出二极管

采用肖基特二极管,需要关注它的反向电压,最大电流和恢复时间

★ 采样电阻

需要考虑它的功率p=u²/r

★ MOS管

需要考虑它的导通和关段时间,耐压值,控制频率,栅级电压和导通电阻

Mos管前面往往需要添加限流电阻

MOS管

同时限流电阻和mos管的输入电容也决定了开关频率的范围

t=5rc,一般认为时间常数的5倍才是稳定的。

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