電源最常見的三種結構布局：buck、boost和buck-boost資料下載

電源最常見的三種結構布局是降壓（buck）、升壓（boost）和降壓–升壓（buck-boost），這三種布局都不是相互隔離的。 今天介紹的主角是boost升壓電路，the boost converter（或者叫step-up converter），是一種常見的開關直流升壓電路，它可以使輸出電壓比輸入電壓高。 下面主要從基本原理、boost電路參數(shù)設計、如何給Boost電路加保護電路三個方面來描述。 1、Boost電路的基本原理分析 Boost電路是一種開關直流升壓電路，它能夠使輸出電壓高于輸入電壓。在電子電路設計當中算是一種較為常見的電路設計方式。 首先，你需要了解的基本知識： 電容阻礙電壓變化，通高頻，阻低頻，通交流，阻直流； 電感阻礙電流變化，通低頻，阻高頻，通直流，阻交流； 假定那個開關（三極管或者MOS管）已經斷開了很長時間，所有的元件都處于理想狀態(tài)，電容電壓等于輸入電壓。 下面要分充電和放電兩個部分來說明這個電路。 充電過程 在充電過程中，開關閉合（三極管導通），等效電路如上圖，開關（三極管）處用導線代替。這時，輸入電壓流過電感。二極管防止電容對地放電。 由于輸入是直流電，所以電感上的電流以一定的比率線性增加，這個比率跟電感大小有關。隨著電感電流增加，電感里儲存了一些能量。 放電過程 如上圖，這是當開關斷開（三極管截止）時的等效電路。當開關斷開（三極管截止）時，由于電感的電流保持特性，流經電感的電流不會馬上變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時的值變?yōu)?。而原來的電路已斷開，于是電感只能通過新電路放電，即電感開始給電容充電，電容兩端電壓升高，此時電壓已經高于輸入電壓了。升壓完畢。 說起來升壓過程就是一個電感的能量傳遞過程。充電時，電感吸收能量，放電時電感放出能量。如果電容量足夠大，那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個持續(xù)的電流。如果這個通斷的過程不斷重復，就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。 2、Boost電路參數(shù)的設計 對于Boost電路，電感電流連續(xù)模式與電感電流非連續(xù)模式有很大的不同，非連續(xù)模式輸出電壓與輸入電壓，電感，負載電阻，占空比還有開關頻率都有關系。而連續(xù)模式輸出電壓的大小只取決于輸入電壓和占空比。 輸出濾波電容的選擇 在開關電源中，輸出電容的作用是存儲能量，維持一個恒定的電壓。 Boost電路的電容選擇主要是控制輸出的紋波在指標規(guī)定的范圍內。 對于Boost電路，電容的阻抗和輸出電流決定了輸出電壓紋波的大小。 電容的阻抗由三部分組成，即等效串聯(lián)電感（ESL），等效串聯(lián)電阻（ESR）和電容值（C）。 在電感電流連續(xù)模式中，電容的大小取決于輸出電流、開關頻率和期望的輸出紋波。在MOSFET開通時，輸出濾波電容提供整個負載電流。 電感 在開關電源中，電感的作用是存儲能量。 電感的作用是維持一個恒定的電流，或者說，是限制電感中電流的變化。 在Boost電路中，選擇合適電感量通常用來限制流過它的紋波電流。 電感的紋波電流正比于輸入電壓和MOSFET開通時間，反比于電感量。電感量的大小決定了連續(xù)模式和非連續(xù)模式的工作點。 除了電感的感量外，選擇電感還應注意它最大直流或者峰值電流，和最大的工作頻率。 電感電流超過了其額定電流或者工作頻率超過了其最大工作頻率，都會導致電感飽和及過熱。 MOSFET 在小功率的DC/DC變化中，Power MOSFET是最常用的功率開關。 MOSFET的成本比較低，工作頻率比較高。