BOOST兩種電路工作模式效率對比

下面我們講解CCM工作模式。講解前我們來比較一下BOOST電路兩種電路的工作模式效率的比較吧！ 設(shè) BOOST電路工作于臨界狀態(tài)時(shí)算出此時(shí)的電感值，當(dāng)選用電感大于這個(gè)值時(shí)電路工作于CCM,當(dāng)選用電感小于這個(gè)值時(shí)電路工作于DCM。實(shí)際應(yīng)用中，多讓BOOST電路工作于CCM，主要是因?yàn)槠湫矢哂贒CM。 對于BOOST電路電路來說，其電路主要的損耗在于開關(guān)管切換過程中，閉合時(shí)流過的電流產(chǎn)生的能量。比較CCM與DCM的效率就是看哪種模式下開關(guān)管消耗的能量多少，這個(gè)能量的比較進(jìn)一步來講就是比較其流過的電流有效值的大小。 BOOST電路工作模式（CCM）

Q：開關(guān)管，可以調(diào)控開通與關(guān)斷的時(shí)間，Q開通時(shí)輸入電壓Vs為電感L提供能量，Q關(guān)斷時(shí)輸入電壓Vs與電感共同為負(fù)載提供能量。 D：截止二極管，Q開通時(shí)，輸入端為電感L提供能量，二極管D截止，輸入與輸出斷開。 L：儲(chǔ)能電感，Q開通時(shí)，電感L存儲(chǔ)能量，Q關(guān)斷時(shí)，電感L中的能量釋放給負(fù)載。 C：儲(chǔ)能電容，Q開通時(shí)，電容C中的能量釋放給負(fù)載，Q關(guān)斷時(shí)，電容C存儲(chǔ)能量。

開關(guān)管Q開通，D截止，輸入電壓Vs通過開關(guān)管Q給電感L充電儲(chǔ)能。 儲(chǔ)能電容C釋放所存儲(chǔ)的能量，為開關(guān)管Q期間的負(fù)載提供所需的能量。

開關(guān)管Q關(guān)斷，D導(dǎo)通，電感L釋放所存的能量，與輸入電壓Vs共同通過D給負(fù)載提供所需的能量。同時(shí)，也對儲(chǔ)能電容C進(jìn)行充電儲(chǔ)能。 ?BOOST電路工作波形?(CCM)

Ton時(shí)，電感L的端電壓?uL=Vs ,根據(jù)uL?= L(diL/Dt)得知:電感中的電流il(t)隨時(shí)間線性上升,且△IL=(VS*TON)/L,Toff時(shí)，電感L的端電壓?uL=VO-VS，根據(jù)uL?=Ldi/dt得知:電感中的電流i(t)隨時(shí)間線性下降△IL =((Vo-Vs)TOOf)/L。穩(wěn)態(tài)時(shí)，△I′L=(VS*T0N)/L=△I′′L=((V0-VS)*TOff)/L故VO/VS=1/(1+(T0N/TS))=1/(1-D)?穩(wěn)態(tài)時(shí)，△I′L=△I′′L，既伏秒平衡，對于開關(guān)電源中所用到的電感器件，必須要保證其伏秒平衡（既磁通平衡） 無論是BUCK、BOOST 還是以后設(shè)計(jì)到的正激、反激，都是如此，否則就會(huì)產(chǎn)生磁飽和的問題。 ? 同樣根據(jù)電感中的電流1/2△iLi0三種情況將。BOOST電路分為連續(xù)模式、臨界模式和斷續(xù)模式。

BOOST電路處于斷續(xù)模式時(shí)，電路有三個(gè)工作狀態(tài)，分別D1、D2以及1-D1-D2，其等效電路見右邊的上、其等效電路見下圖所示：分為上、中、下三個(gè)圖。電感L中所存的能量完全釋放后，因沒有給電感L進(jìn)行儲(chǔ)能的通路，故電感L的端電壓跳變?yōu)榱惴?，?dǎo)致二極管D截止見上圖所示。 BOOST處于斷續(xù)模式時(shí)的電壓、電流波形圖見下圖。

BOOST電路斷續(xù)模式的電壓增益仍是從電感L電流iL波形進(jìn)行推導(dǎo)，得出：

其中：M=V0/VS為BOOST電路的增益。為無量綱參數(shù)。 一般情況下，,故

， 依據(jù)BOOST電路連續(xù)模式、斷續(xù)模式的電壓增益公式，畫出下面的曲線圖，使我們能夠更直觀的理解電壓增益的變化規(guī)律。 從左圖可以看出，連續(xù)模式的電壓增益曲線是一條近似按指數(shù)規(guī)律上升的曲線，而斷續(xù)模式的電壓增益曲線則是一條按線性規(guī)律上升的直線。這一點(diǎn)與BUCK電路恰好相反。 與BUCK電路一樣，同樣大小的電壓增益，對應(yīng)的占空比不同，連續(xù)模式時(shí)最大，斷續(xù)模式時(shí)的變小，且越小，對應(yīng)的占空比也越小。

審核編輯：黃飛

?