正文

二、我能自己举起自己——BOOST电路

boost基本拓扑

BOOST型升压拓扑和计算公式

先解释一下标题，自己举起自己——自举升压电路，指的是电路通过储能元件的充放电能使得输出电压大于输入电压的电路结构，这里不理解没关系(反正就一个标题)，先把上面这个电路的工作原理说一下，开关器件的导通和关断受控制电路输出的驱动脉冲控制，当脉冲为高电平时，开关器件导通，电感开始充电，二极管截止使得此时的输出被中断，随着时间的推移，电感电流以一定的比率线性增加，在开关器件关断前，电感会储存一定量的能量，此时开关器件关断，由于楞次定律，电感上的电流不会立即变为0，而是由上一个过程结束时的电流值缓慢的下降，而且开关器件已经断开，这也使得电感的放电路径只有向二级管方向并且给输出电容充电，此时我们利用KVL去计算一下Vout会等于电感两端的电压加上输入电压减去二极管上的压降，此事我们会发现这个代数和势必会大于输入电压，再让开关器件重复的进行开关动作，根据伏秒原则我们便可以得到第一个公式Vout=Vin/(1-D)，而式二我们只需要找到上述过程中的开关器件导通时流过的电流，根据功率守恒我们可以得出Iq的最大值应为电感充电时的电流同时也等价于输出电流/(1-D),式三的物理意义是开关管需要承受的电压，在此拓扑电路最大中不会超过输出电压，式四的物理意义是流过二极管的平均电流，结构上与输出串联，故为Iout，式五的物理意义是我们在分析过程中的开关器件导通的时刻，二极管截止需要承受来至电容的电压应力，防止电容向地放电，故最大为输出电压，因为电容两端能储存的最大电压也仅仅是输出电压。原理到这就讲完了，下面我们提取出这个拓扑的特点，然后根据这些特点去找对应的工程设计需要注意的点。

特点与参考意义：

①属于反激类型，同等参数元器件情况下储能元件的利用率较低，故所能设计的最大功率也会相应的偏低。

②LC滤波位于输入端，所以boost的输入纹波电流会比较小，相对的可以减少滤波上的用料。

③与buck相反，因为LC回路不属于输出端，输出端会有一个脉动的电压波动，需要我们加大对输出电容的用料来滤除。

④输入和输出之间会直接导通，所以boost电路的输出端一定会有一个电压等于输入电压，所以一般需要另外加电路处理来进行完全的输入输出阻断，这个其实有很多衍生的隔离式拓扑就是将boost进行耦合隔断，这个后面有机会再分享。

⑤续流二极管问题：大电流状态下建议使用mos管来续流(功耗过大)

⑥在一些工作电流更大的场合，我们可以使用多个boost并联来处理，这样可以将较大的电压应力和电流应力进行分摊，例如相位交错处理(功率平衡分配)。

⑦输出电压=输入电压*(1+导通时间/截止时间)，显然输出电压必然大于输入电压(必定升压)。

⑧输入电流=电感电流的平均值  (电感选型参考)

第二节结束语

本节简单的介绍了开关电源基本拓扑中的boost电路，概述性的进行了对boost拓扑的模型分析，但是我们在实际应用中需要考虑的问题是更加复杂多变的，举个例子，在实际工程设计中最可能遇到的问题是设计的boost无法启动，一启动便短路，或者启动迟缓，需要短路一段时间才能正常工作，这个笔者在实际应用中是遇到过的，简单说一下原因，在boost启动瞬间，输出滤波电容近似为短路，电容越大短路效果愈发明显，短路便意味着输入电流的骤升，此时如果控制电路不能将驱动信号进行适当调节，电路便难以启动，长时短路后只能损坏元器件，我们此时需要做的是适当调整电容量或者调整控制电路和检测电路对短路的响应时间(软起动)来达到我们实际的工程需求。文中有什么地方不理解的或者有明显的错误可以直接私信我，我看到了就会回复，最后还是希望大家不要忘了点赞啊！！！