boost变換器的工作原理和工作模式

ωǒち係あ鋒

    boost变换器称为并联开关变换器。与buck变换器其不同的是，boos根据流过电感的最小电流是否为零（即电感电流在S关断期间是否出现断续）也可BoostDC-DC变换器的基本电路由功率开关管VT、续流二极管VD、储在开关管VT导通期间，电感中的电流上升:在开关管VT截止期间，电感电流下假设BoostDC-DC开关变换器的输入电压范围为[V.min，V.ma由图2.5可知，对于BoostDC-DC变换器，其CISM和IISM的临



boost變换器是什么

boost变换器称为并聯开关变换器。与buck变换器其不同的是，boost型電感在输入端（開關）,buck型电感在輸出端。boost型變换器的输出电压Vo总是大于輸入电压Vi。解釋比较简单，当开关管导通時，二极管D关闭，电感L與开关管的节點电压为O。当开關管关闭时，电感L两端的电势翻轉，所以电感L与開關管的节点电壓大于輸入電压Vl，电感电流通过二極管D续流，使得Vo大于Vi。可以证明，Vo=Vi*[T/(T-Ton)]，T是開關脉冲周期，Ton是导通时间。

boost变換器的工作原理

Boost变换器工作于CCM和DCM時的主要关系式及其臨界电感

根据流过電感的最小電流是否為零（即电感电流在S關断期间是否出现断续）也可将Boost交换器划分为两种模式：连續导電模式(CCM)和不連续导电模式(DCM)。對于给定的开关頻率、负载电阻及输入和输出電压，Boost变换器存在一临界电感Lc，当L>Lc时，变换器处于CCM：而当L基本工作原理是在输入电压變化、內部参数变化和外接负載變化的情况下，控制電路通過被控制信號與基准信號的差值进行闭环反馈，调节主电路开关管的導通(或截止)时间，使得開关变換器的输出电压或电流相对穩定。

為分析稳态特性，简化推导公式的过程，特作以下两點假设:

(1)開关管、續流二极管均是理想元件。也就是可以瞬间地“导通”或“截止”，而且“导通”时压降为零，“截止”時漏电流为零。

(2) 电感、电容是理想元件。电感I作在线性区而未饱和，寄生电阻为零，電容的等效串联电阻(ESR)为零。

boost变换器的工作模式

Boost DC-DC变换器又称升压變换器(Step Up Converter)，其电路拓扑结构如图2.1所示。

BoostDC-DC变换器的基本電路由功率开关管VT、續流二极管VD、储能电感L、输出濾波电容C等组成。因为MOSFET管开关速度较快，控制逻辑相对简单，所以开關管VT一般都采用MOSFET管。

   



在開關管VT導通期间，電感中的电流上升:在開關管VT截止期间，电感电流下降。如果在開关管VT截止期間，电感中的电流降到零，并在截止期间的剩余时間内电感中存储的能量也为零，則称这種開关電源工作于电感电流不连续工作模式(Discontinuous ConducTIon Mode, DCM);否则工作于電感电流連续工作模式(ConTInuousConducTIon Mode, CCM)"。下面对Boost DC-DC开关变換器的两种工作模式分别進行分析，以便于進行系统设計。

boost变换器的工作范围

假設Boost DC-DC开關变换器的輸入电压范圍为[V.min，V.max]，负载电阻范围为[R min, RL.max]。在RL-V;平面上开关变換器的工作范围對应-一个矩形，分别根据各开关變换器CCM和DCM的临界电感Lc及CISM和IISM的臨界电感Lk的表达式，作出其所描述的曲线，可将RL-V;平面分为CCM和DCM及CISM和IISM兩个部分，如图2.5所示，

   



由图2.5可知，对于Boost DC-DC變换器，其CISM和IISM的临界电感LK与输入电压和负载电阻的关系呈单調關系，而CCM和DCM的临界电感Lc與输入电压和負載电阻并不是单调关系。在RL-V;平面上,不同的電感取值，Boost 变换器I作在不同的模式34.12-131