BOOST電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理

在汽車電子各類控制器中，經(jīng)常會(huì)有BOOST升壓電路的設(shè)計(jì)，以保證電壓掉到一定值后仍然能使部分功能運(yùn)行。

BOOST升壓電源是利用開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出的一種開(kāi)關(guān)電源。它以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在各行業(yè)電子設(shè)備中，是不可缺少的一種電源架構(gòu)。

1、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

以下為BOOST電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要器件是MOS管、電感、二極管各一顆，電容若干。一般的小功率BOOST類型DCDC芯片L1和D1外置，大功率DCDC芯片MOS管外置。 使用PWM方式控制MOS管導(dǎo)通與關(guān)閉 。

2、MOS管導(dǎo)通（充電過(guò)程）

MOS管導(dǎo)通后，電流流向如下圖紅色箭頭指示， 電感開(kāi)始充電 ，轉(zhuǎn)換為磁能，此時(shí)二極管反向截止，輸出能量全部由C2電容提供，如下綠色箭頭。

開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間=占空比*開(kāi)關(guān)周期=D*T。

3、MOS管關(guān)閉（放電過(guò)程）

MOS管關(guān)閉后，電流流向如下圖綠色箭頭指示，電感釋放能量，這時(shí)候電感就像一個(gè)電池和Vin串聯(lián)為負(fù)載供電，同時(shí)為輸出電容C2充電。此時(shí)負(fù)載由輸出電容C2和二極管D1提供電能。D1一般選擇導(dǎo)通迅速、導(dǎo)通壓降小的肖特基二極管。

放電時(shí)間=(1-占空比)*開(kāi)關(guān)周期=(1-D)*T。此時(shí)，Vin連同電感L1一起向負(fù)載放電，正負(fù)號(hào)不要搞混了（如上圖，兩者是疊加關(guān)系）。

4、升壓公式

根據(jù)電感的伏秒特性：在開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)的兩個(gè)時(shí)間內(nèi)，電感充電和放電是一樣的。即有：

也就是：

整理后，可以得到：

根據(jù)該式，我們可以清楚地知道，升壓倍數(shù)由PWM的占空比決定。當(dāng)D=0.5時(shí)，輸出為輸入的2倍。

5、芯片應(yīng)用

以TI的LM3478（2.97V~40V 寬輸入范圍升壓）芯片為例，如下的應(yīng)用中，F(xiàn)B處電壓為1.26V，此時(shí)：