直流BOOST升压电路设计与实现
开关直流升压电源(BOOST)设计
摘要BOOST 电路,是一种DC-DC直流斩波电路，又称为升压型电路。
它可以是输出电压比输入电压高。
可以分为充电过程和放电过程。
本次采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOOST 电路的工作特性。
关键词：斩波电路、BOOST电路、导通、充电、放电BOOST circuit is a DC-DC DC chopper circuit, also known as the boost circuit. It can be the output voltage is higher than the input voltage. Can be divided into a process of charging and discharging processes. The matlab simulation analysis methods can be intuitive and detailed description of the the BOOST circuit from the start to reach a steady-state process of working, and various phenomena in depth analysis for us to really grasp the operating characteristics of the BOOST circuit.Keywords: chopper circuit, BOOST circuit is turned on, the charging and discharging目录前言 (1)1.系统方案设计 (2)2.电路的工作原理 (2)3.参数的计算 (3)3.1给定参数 (3)3.2计算L、C (3)3.3 二极管选型 (4)4．电路的分析 (4)5．matlab仿真分析 (6)6. 各模块功能及元器件选型 (7)6.1 TL494工作原理 (7)6.2 开关频率的计算 (9)7.系统总设计原理图 (10)7 设计结果与分析 (11)7.1 比较基准波形图 (11)7.2 TL494输出波形 (12)7.3输出纹波波形 (12)7.4 电感输出波形 (13)8实验小结 (14)参考文献 (14)前言在非隔离型DC-DC电路即各种直流斩波电路，根据电路的形式不同，可以分为降压型电路、降压型电路、丘克电路、Sepic型电路和Zeta型电路。
boost升压稳压电路课程设计
boost升压稳压电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握升压稳压电路的基本原理与组成。
2. 学生能够描述升压稳压电路中各元件的功能和相互关系。
3. 学生能掌握并运用欧姆定律、基尔霍夫电压定律分析升压稳压电路。
技能目标：1. 学生能够正确绘制并识别升压稳压电路图。
2. 学生能够运用电路分析方法，计算并确定升压稳压电路中的电压、电流等参数。
3. 学生能够独立搭建并测试升压稳压电路，解决实际电路问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习升压稳压电路，培养对电子技术的兴趣和热情，增强探索精神。
2. 学生在团队合作中学会沟通与协作，培养团队精神和责任感。
3. 学生能够认识到升压稳压电路在实际应用中的重要性，关注电子技术在生活中的应用。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，通过理论讲解与实践操作相结合，帮助学生掌握升压稳压电路的基本原理和实际应用。
学生特点：学生为高中年级，具备一定的物理和数学基础，对电子技术有一定了解，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和创新能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
通过课程目标的具体分解，确保学生能够达到预期的学习成果，并为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 升压稳压电路基本原理：介绍升压稳压电路的工作原理，包括开关元件、储能元件、反馈控制等。
2. 电路元件及其功能：详细讲解升压稳压电路中各元件（如开关、二极管、电感、电容等）的作用及相互关系。
3. 欧姆定律与基尔霍夫电压定律的应用：结合升压稳压电路，分析电路中的电压、电流等参数，推导相关公式。
4. 升压稳压电路图的绘制与分析：教授如何绘制电路图，并分析电路图中的关键参数。
5. 实际电路搭建与测试：指导学生动手搭建升压稳压电路，进行实际测试，观察电路性能。
教学内容安排如下：1. 第1课时：升压稳压电路基本原理及元件功能介绍。
Boost升压电路设计
《电力电子转换电路建模与控制》作业2姓名：胡志健学号：2141130一、设计要求：额定输入电压DC 12V，输出电压18V。
输出电流5A，电压纹波0.1V,闭环控制，输入电压在10~14V变化或负载电流2~5A变化时，稳态输出能保持在18V。
二、设计原理及方案1. 电路采用闭环增益补偿式Boost电路实现设计要求。
原理图如下所示：图1 Buck升压电路原理图2. 参数计算分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。
当可控开关V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I l，同时电容C上的电压向负载R供电。
因C值很大，基本保持输出电压u o为恒指，记为U o。
设V处于通态的时间为t on，此阶段电感L上积蓄的能量为EI l t on。
当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。
设V处于断态的时间为t off，则在此期间电感L释放的能量为(U o−E)I l t off当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即EI l t on=(U o−E)I l t off化简得U o=(t on+t off)×E/t off=TE/t off式中，T/t off≥1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
根据占空比定义α=t on/T可以将输出电压表示为U o=E/(1−α)升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：（1）电感L储能之后具有使电压泵升的作用；（2）电容C可将输出电压保持住。
3. 模型优化在借助电路仿真软件时，建模时需考虑到现实世界中电子器件特性。
为进一步切合实际应用场合选择的Boost增益反馈控制电路图，如下所示：图2 增益补偿式Boost电路可以看到，在图2中对电感、电容、二极管以及开关管都做了实际化处理。
此外，在输出电压端采用电阻分压反馈方式，将实际输出反馈给PWM控制器，进而控制开关管SW。
基于单片机的boost的闭环直流升压电路
基于单片机的boost的闭环直流升压电路摘要：一、引言二、单片机boost 升压电路工作原理1.基本构成2.工作原理三、闭环直流升压电路设计1.电路结构2.关键元件3.电路设计步骤四、电路性能分析1.输出电压稳定性2.输入电压适应性3.转换效率五、应用领域及发展趋势1.应用领域2.发展趋势正文：一、引言随着电子技术的不断发展，对电源系统的要求也越来越高。
单片机boost 升压电路作为一种高效、灵活的电源解决方案，得到了广泛的关注。
本文将详细介绍基于单片机的boost 闭环直流升压电路的设计及性能分析。
二、单片机boost 升压电路工作原理1.基本构成单片机boost 升压电路主要由电源输入、电感、电容、开关管、电感、二极管等元件组成。
其中，开关管的开通与关断控制着电流的方向，实现电感上的电流波形变化，从而实现升压功能。
2.工作原理在开关管导通期间，电感上的电流线性增加；而在开关管截止期间，电感上的电流通过二极管对电容进行充电。
通过合理控制开关管的导通与截止时间，可以实现电感上的电流波形变化，进而达到升压的目的。
三、闭环直流升压电路设计1.电路结构闭环直流升压电路主要包括电压反馈、误差放大器、PWM 比较器等部分。
电压反馈用于实时监测输出电压，将其与基准电压进行比较，得到误差信号；误差放大器用于放大误差信号，得到合适的PWM 信号；PWM 比较器用于将PWM 信号与开关管的驱动信号进行比较，控制开关管的导通与截止。
2.关键元件(1) 电感：选择合适的电感值，以满足电路的升压需求。
(2) 电容：根据电路的工作频率和升压倍数选择合适的电容值。
(3) 开关管：选择合适的开关管，以满足电路的工作电压、电流和开关速度需求。
3.电路设计步骤(1) 确定电路的工作电压、电流和升压倍数。
(2) 选择合适的电感、电容和开关管等元件。
(3) 设计电压反馈、误差放大器和PWM 比较器等部分。
(4) 布局和调试电路。
四、电路性能分析1.输出电压稳定性闭环直流升压电路具有较好的输出电压稳定性，可以实现输出电压的精确控制。
Boost变换器工作原理与设计
选择磁芯材料
根据工作频率和电感值， 选择合适的磁芯材料，以 确保电感的性能和效率。
确定线圈匝数
根据电感值、线圈直径和 磁芯材料，计算线圈匝数， 以获得所需的电感性能。
二极管选择
1 2
选择合适的二极管类型
根据工作电压、电流和开关频率，选择合适的二 极管类型。
确定额定电流和电压
根据最大输出电流和电压，选择二极管的额定电 流和电压。
重要性
Boost变换器在许多应用中都非 常重要，如分布式电源系统、电 动汽车和可再生能源系统等。
Boost变换器的历史与发展
历史
Boost变换器最初在20世纪80年代 被提出，随着电力电子技术和控制理 论的不断发展，其性能和效率得到了 不断提高。
发展
目前，Boost变换器已经广泛应用于 各种领域，并且随着新能源和电动汽 车的快速发展，其需求和应用前景仍 然非常广阔。
当开关管关断时，电感释放所 储存的能量，通过二极管和输 出电容向负载提供电流，同时 输出电压逐渐升高。
通过控制开关管的通断时间， 可以调节输出电压的大小。
电感的作用
电感在开关管导通时 储存能量，在开关管 关断时释放能量。
电感的值决定了输出 电压的大小和开关频 率。
电感的作用是调节电 流和维持输出电压的 稳定。
小型化
随着电子设备的小型化和集成化，减小Boost变换器的体积成为 未来的重要发展方向。
智能化
随着人工智能和物联网技术的发展，实现Boost变换器的智能化 控制和远程监控成为未来的重要发展方向。
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02
Boost变换器的工作原理
工作原理概述
Boost变换器是一种DC-DC转换 器，用于提高直流电压。
BOOST电路设计与仿真
目录Boost变换器性能指标:输入电压：标准直流电压Vin=48V输出电压：直流电压Vo=220V 参考电压 Vref=5V输出功率：Pout=5Kw输出电压纹波：Vpp= Vm=4V电流纹波：开关频率：fs=100kHz相位裕度：60幅值裕度：10dB一. Boost主电路设计：占空比D计算根据Boost变换器输入输出电压之间的关系求出占空比D的变化范围;=0.782D=U U−U UUUUUU U临界电感L计算=1.8UULc=UU U(1−U)22U U U U选取L>Lc,在此选L=4uH临界电容C计算取纹波Vpp<C=U U UU U U UU =22.7×0.782100000×2.2=80.6UU选取C>Cc,在此选C=100uF 输出电阻阻值R=UU=U×UU=9.68Boost主电路传递函数Gvds占空比dt到输出电压Vot的传递函数为：UUU (U)=(1−U)U(1−UU（1−D)2U)UUU2+U(UU)+(1−U)2UUU (U)=47.96∗(1−8.7×10−6U)4×10−10U2+4.13×10−7U+0.048二. Boost变换器开环分析PSIM仿真电压仿真波形如下图电压稳定时间大约毫秒,稳定在220V左右电压稳定后的纹波如下图电压稳定后的纹波大约为电流仿真波形如下图电流稳定时间大约2毫秒,稳定在22A左右电流稳定后的纹波如下图Matlab仿真频域特性设定参考电压为5V,则U(U)=UUUU =UUU,U U(U)=UU U=UU系统的开环传递函数为U U(U)=U UU(U)U U(U)U(U)U U(U),其中U(U)= U,U U(U)=U由上图可得,Gvds的低频增益为-60dB,截止频率fc=196KHz,相位裕度,相位裕度过小,高频段是-20dB/dec;系统不稳定,需要加控制电路调整;1、开环传递函数在低频段的增益较小,会导致较大的稳态误差2、中频段的剪切频率较小会影响系统的响应速度,使调节时间较大;剪切频率较大则会降低高频抗干扰能力;3、相角裕度太小会影响系统的稳定性,使单位阶跃响应的超调量较大;4、高频段是-20dB/dec,抗干扰能力差;将U(U)=UUUU =UUU,U U(U)=UU U=UU代到未加补偿器的开环传递函数中;则U U(U)=U UU(U)U U(U)U(U)U U(U),其中U U(U)=U未加补偿器的开环传递函数如图三. Boost闭环控制设计闭环控制原理输出电压采样与电压基准送到误差放大器,其输出经过一定的补偿后与PWM调制后控制开关管Q的通断,控制输出电压的稳定,同时还有具有一定的抑制输入和负载扰动的能力;令PWM的载波幅值等于4,则开环传递函数为Fs=GvdsHsGcs补偿网络的设计使用SISOTOOL确定参数原始系统主要问题是相位裕度太低、穿越频率太低;改进的思路是在远低于穿越频率fc处,给补偿网络增加一个零点fZ,开环传递函数就会产生足够的超前相移,保证系统有足够的裕量；在大于零点频率的附近增加一个极点fP,并且为了克服稳态误差大的缺点,可以加入倒置零点fL,为此可以采用如图4所示的PID补偿网络;根据电路写出的PID补偿网络的传递函数为：UU (U)=UUU(U+UU U)(U+U UU)(U+UU U)式中：U UU=−U UU UU+U UU ,U U=UU UU U U,U U=UU U U U,U U=U UU+U UUU UU U UU U U在此我们通过使用Matlab中SISOTOOL工具来设计调节器参数,可得:零点频率U U=U.UUUUU极点频率U U=UUUUUU倒置零点频率U U=UUUUU直流增益U UU=U.UUUU首先确定PID调节器的参数,按设计要求拖动添加零点与极点,所得参数如图加入PID之后,低频段的增益抬高,稳态误差减小,如图闭环阶跃响应曲线如下图幅值裕度为：GM=,相角裕度：PM=°,截止频率：fc=10KHz高频段f>fp,补偿后的系统回路增益在fc处提升至0dB,且以-40dB/dec的斜率下降,能够有效地抑制高频干扰;计算补偿网络的参数由sisotool得到补偿网络的传递函数为：G C (s)=2784.7×(1+0.0001s)(1+0.00027s)s(1+2×10−7s)由前面可有补偿网络的传递函数为：UU (U)=UUU(U+UU U)(U+U UU)(U+UU U)对比两式可得,假设补偿网络中 Ci=1μF依据前面的方法计算后,选用Rz=270,Rp=,Rf=,Cf=;四．修正后电路PSIM仿真1额定输入电压,额定负载下的仿真电压响应如下图电压稳定时间大约为2毫秒,稳定值为220V,超调量有所减少,峰值电压减小到了260V.稳定后的电压纹波如下图电压纹波大约为电流纹波如下电流纹波大约为验证扰动psim图2额定输入电压下,负载阶跃变化0-3KW-5KW-3KW电压响应曲线如下图电压调节时间大约1ms,纹波不变大约为;由此可见,输出电压对负载变化的反应速度很快且输出电压稳定;电流响应曲线如下图3负载不变3KW,输入电压阶跃变化48-36V输入电压从48V变到36V时的电压响应如下图输出电压的局部放大图像如下图由上图可知,输出电压调节时间大约为1ms,而且稳压效果好;五．设计体会通过BOOST变换器的设计,可以看出闭环控制的稳压及抑制干扰的作用;在设计补偿电路可用sisotool电路特性进行修正,从而得到较为理想的幅值裕度、相角裕度和闭环阶跃响应,从而提高PID的调节性能;。
BOOST电路方案设计
BOOST电路方案设计1.引言BOOST电路是一种非隔离型DC-DC转换器，它通过开关元件（通常是MOSFET）周期性地开启和关闭来控制电压的升降。
BOOST电路通常应用于需要较高电压的应用，如LCD驱动、LED照明和无线充电等。
2.基本构成BOOST电路由四个主要组成部分组成：输入电感（inductor）、开关元件（switch）、输出电容（output capacitor）和负载电阻（load resistor）。
输入电感用于储存能量，开关元件用于控制能量的输送，输出电容用于稳定输出电压，而负载电阻则是输出电压的负载。
3.工作原理当开关元件关闭时，输入电感会储存电能。
当开关元件开启时，输入电感会释放电能，输出电容会通过负载电阻释放电能。
通过周期性的开关操作，电路可以将输入电压升压至所需的输出电压。
4.参数选择设计BOOST电路时，需要选择合适的组件参数以满足设计需求。
以下是一些常见参数及其选择方法：-输入电感：选择合适的电感值可以平衡能量转移的速度和电流波动的大小。
较大的电感值可以减小电流波动，但会增加开关元件的压力。
较小的电感值则会增加电流波动，但可以提高转换效率。
-开关元件：开关元件通常选用MOSFET，选择合适的MOSFET可以确保开关过程的效率和可靠性。
应根据输入电压、输出电压、负载电流和开关频率等参数来选择适当的MOSFET。
-输出电容：输出电容用于平滑输出电压，防止输出电压波动。
电容的选择应根据输出电流和输出电压的需求来确定。
-负载电阻：负载电阻决定了输出电流的大小，应根据负载电流的需求来选择合适的负载电阻。
5.控制电路6.保护电路为了确保BOOST电路的正常工作，还需要设计合适的保护电路。
保护电路可以对输入电压过高、输出电流过大和开关元件温度过高等异常情况进行保护，避免损坏电路。
7.总结BOOST电路是一种常用的DC-DC转换器，通过将低电压转换为较高电压，实现对高压负载的驱动。
boost升压电路电感和占空比的设计
boost升压电路电感和占空比的设计Boost升压电路是一种常见的直流电压变换器，它可以将输入电压升高到高于输出电压的水平。
这种电路通常用于电源设计、电力电子设备和LED驱动等领域。
在设计和应用Boost升压电路时，电感和占空比是非常重要的参数，下面将对它们的设计进行详细介绍。
一、电感的设计在Boost升压电路中，电感的主要作用是储存能量，以便在开关关闭时提供电流。
电感的大小会影响到输出电压的稳定性和效率。
因此，在设计电感时需要考虑以下因素：1.电感值：电感值的选择取决于输入电压、输出电压、最大输出电流和开关频率等参数。
通常情况下，电感值越大，输出电压的稳定性越好，但同时也会增加电感的体积和成本。
因此，需要根据实际需求选择合适的电感值。
2.磁芯：电感的磁芯也是设计时需要考虑的因素。
常用的磁芯材料有铁氧体、坡莫合金、纳米晶等。
不同的磁芯材料具有不同的磁导率和饱和磁通密度等参数，因此需要根据实际需求选择合适的磁芯材料。
3.线圈：线圈是电感的重要组成部分，它的匝数和线径会影响到电感的性能。
匝数越多，电感值越大；线径越粗，电流容量越大。
因此，在设计线圈时需要考虑匝数和线径的匹配，以获得最佳的电感性能。
二、占空比的设计占空比是指在一个开关周期内，开关导通的时间与整个周期之比。
在Boost升压电路中，占空比是控制输出电压和电流的关键参数。
占空比的设计需要考虑以下因素：1.输出电压和电流：输出电压和电流的大小会影响到占空比的设计。
如果输出电压和电流较大，需要选择较大的占空比以获得较高的输出电压和电流；反之则选择较小的占空比。
2.开关频率：开关频率也会影响到占空比的设计。
开关频率越高，开关导通的时间越短，占空比越小；开关频率越低，开关导通的时间越长，占空比越大。
因此，在设计占空比时需要考虑开关频率的影响。
3.最大占空比：最大占空比是指在一个开关周期内，开关能够导通的最大时间与整个周期之比。
最大占空比受到多种因素的影响，如开关的耐压值、导通电阻、寄生电容等。
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一种实用电池充电升压电路设计1、引言 (1)2、锂电池充电电路 (2)3、DC-DC变换电路 (2)3.1、DC-DC变换电路分类与特性 (2)3.2、电感型DC-DC变换器原理 (3)3.3、DC-DC变换电路设计 (5)3.3.1、电感量确定 (7)3.3.2、滤波电容值确定 (7)3.3.3、开关管的选择 (8)1、引言可充电锂电池在手持电子产品以及工控领域应用越来越广泛，在使用过程需要不断对锂电池进行充电，一种便捷可靠充电电路不仅可以提高电池的使用寿命，而且可以保证充电过程中的安全。
该充电方式不仅可以通过USB接口进行充电还以通过USB接口与带有USB接口的5V电源适配器进行直接连接进行充电，与之前只能通过电源适配器进行充电的方式更加便捷。
锂电池使用的领域本身控制板的所需提供的电源电压一般为3.3V或5V，当锂电池使用在3.3V工作的控制电路中所需通过斩波或其它方式对其进行降压处理以满足使用的需求；当使用在5V或更高电压供电的控制电路中就需要将锂电池的3.7V通过直流升压电路进行处理已达到控制电路的需求。
本文完成一套控制电路需要的电源电压为5V，采用直流Boost升压电路设计。
2、锂电池充电电路本文所中所论及的锂电池充电电路主要有CN3052构成，CN3052是可以对单节锂离子或者锂-聚合物可充电电池进行横流/恒压充电的充电控制器，该器件内部包括功率晶体管，应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管；该芯片并且符合USB总线技术规范，非常适用于便携式应用领域；对于热调制电路可以在器件的功耗比较大或者环境温度比较高的时候将芯片温度控制在安全范围内；调制输出电压为4.2V，精度达1%,其充电电流的大小可以通过一个外部电阻点整。
当输入电压掉电时CN3502自动进入低功耗睡眠模式，在该模式先芯片的消耗功率为微瓦数量级。
同时该充电芯片还具备输入电压过低检测，自动在充电，芯片使能输入和电池温度监控以及状态指示等功能。
图1 CN3502充电原理图3、DC-DC变换电路3.1 、DC-DC变换电路分类与特性DC-DC变换器的种类很多,按输入/输出回路是否采用隔离,可分为隔离型DC-DC变换和非隔离型DC-DC变换两大类。
其中隔离型DC-DC变换相对于非隔离型DC-DC具有可变换的电压范围宽，输出文波特性好等优点；但是隔离型DC-DC变换都需要有变压器，以及其它所需的元器件，所以在电路中占用的空间大，所需成本高等缺点，一般不适用于体积较小的器件中；非隔离型DC-DC变换具有所需器件少，重量轻、体积小和成本低的优良特性；本文所涉及的DC-DC变换适用于手机、仪器仪表以及可以随身携带的测量与计量器中，因此非隔离型DC-DC变换更为适用。
对于非隔离型DC-DC升压变换又分为电容型电荷泵倍压变换和电感DC-DC变换，电荷泵倍压变换电路设计比较简单，元器件选择适当的电容即可，同时其产生的干扰较小，但是它只能提供有限的范围的电压输出，绝大多数电荷泵IC的电压转换最多只能达到输入电压的两倍，这表示输出电压不可能高于输入电压的两倍，因此其提供的电压输出范围有限，应用较窄；电感型DC-DC变换相对于电荷泵具有输出效率高，输出电压可以根据需要通过占空比进行调节，具有较宽的输出电压范围，其缺点在于电路中需要对电感进行充放电，增加电路的复杂性，也交易产生干扰。
通过对各种DC-DC变换的优缺点比较，本位拟采用电感型DC-DC变换，本方案在成本，体积、效率以及输出电压范围等方面都具有优良的特性。
3.2、电感型DC-DC变换器原理电感型DC-DC变换，其工作原理是应用流经电感的电流不能突变，在一个工作周期内，电感两端的平均压差为零这一特性。
如下图2所示DC-DC升压电路工作原理图，当开关S闭合时能量从输入电源V in流入储能电感L中，此时二极管D处于反偏截至状态，储存在滤波电容C中的能力释放给负载R L；当S断开时由于电感L中的电流不能突变，它所产生的感应电动势阻止电流的减小，L中感应电动势的极性为左负又正，此时续流二极管D处于正向偏置导通状态，电感中的能量经过续流二极管向滤波电容C充电，同时给负载供电。
图2 电感型DC-DC升压原理图在开关S闭合期间，流经电感L中的电流近似线性增加，其值为：∙t式1I L=I LV+V inL其中I LV为流过储能电感L的最小电流值。
当开关S闭合结束时流过电感L的电流为：T on式2I LP=I LV+V inL由式1和2可得，在开关S闭合期间流过电感L的电流增量为：∆I L1=V in∙T on式3L在开关S打开时，续流二极管导通，储能电感两端的电压为：V L=U o−V in=L∙di L式4dt∙t式5此时流过电感L的电流为：I L=I LP−U o−V inL在开关S打开结束时，流过电感L的电流为：∙T off式6I L=I LV=I LP−U o−V inL∙T off式7此时电流的变化量为：∆I L2=U o−V inL在稳定状态时，储存在电感L中的电流在开关S闭合期间的增量等于开关S打开期间的减少量，由式3和式7得到：∆I L1=∆I L2=V inL ∙T on=U o−V inLT off式8所以：U o=TT−T on ∙V in=11−qV in式9其中q=T onT，可见改变占空比大小，就可以获得所需的电压值，由于占空比总是小于1，所以输出电压总是大于输出电压。
3.3、DC-DC变换电路设计如图3所示为本文设计的DC-DC变换电路原理图。
从图3所示DC-DC变换原理图可知，本变换电路由储能电感L1、开关控制器MAX1771、功率MOS管IRF7403,续流二极管IN5817以及滤波电容等元器件组成。
图3 DC-DC变换原理图MAX1771是一款采用双极互补金属氧化半导体工艺的开关电源控制器，该芯片内部预制输出电压为12V，并且提供可调输出电压配置功能，其结合了PFM（脉冲频率调制）和PWM（脉冲宽度调制）的优良特性，具有高的输出效率和宽范围的输出电流。
脉冲频率调制具有较小的静态电流，在小负载条件小工作时具有较高的工作效率，但是文波较大；脉冲宽度调制在大负载条件下具有较高的效率，切噪声小。
该芯片采用的是一种新型限流PFM控制方式，来控制电感充电电流，使其不超过某一电流峰值。
这样既保持了传统PFM的低静态电流，同时在较大负载下工作时也具有较高的工作效率，同时由于限制了电感的电流峰值，外围电路可以采用较少的器件就可以获得满意的文波输出电压，这样即减小了体积又降低成本。
MAX1771引脚功能简介：1）EXT为N沟道功率开关管门极驱动信号输出脚；2）V+为控制芯片提供输入电源，同时作为自举工作模式的电源检测输出；3）FB为反馈检测输出端，通过检测电路实现对输出电压进行控制；4）SHDN为工作模式选择输出引脚，通过控制该引脚的输入电平，可实现工作休眠模式；5）REF为1.5V参考电压输出，如果不用可以通过0.1uF电容接地；6）AGND为模拟电源地；7）GND 为电源返回地；8）CS引脚为限流输出引脚，通过检测功率管的电流实现过流保护。
MAX1771外围电路设计，为了实现输出电压可调，需要通过将输出电压反馈输入到MAX1771的FB引脚，通过该反馈电压与内部的1.5V基准电压进行比较，来调节PFM频率输出。
如图3所示，该反馈网络由R83和R82以及电容C81组成，对与电阻R83为了保证阻抗匹配选择范围为10K到500K之间，在此选择R83的阻值为100K通过公−1）∙R83来得到R82的阻值为220K，对于C81的容式：R82=（V outV ref值选择既要保证工作的稳定性又要保证线性关系。
该值通过实验在此选定为47pF。
3.3.1、电感量确定根据电路的工作波形，电感电流包括直流平均值和纹波分量两部分。
假若忽略电路的内部损耗，则变换器的输出能量和变换器的输入能量相等，即U I∙I I=U O∙I O，所以I I=I O∙U OU I =I O∙TT OFF电感电流的文波分量是三角波，在T ON期间，相对于平均电流I LV，电流的增量为+∆I=U I T ONL ；在T OFF期间，电流的减少量为−∆I=U I T OFFL；当该电路工作在稳定态时，电流的减少量等于电流的增加量即：+∆I=−∆I；为了保持电路工作的稳定性与可靠性一般取流过电感的峰值电流不大于其最大平均电流的1.2倍，同时避免因为电流过大造成电感饱和。
电感的感值可以通过下式确定（杨旭．开关电源设计[M]．北京：机械工业出版社，2004．）L=U in D（1−D）T2I O式中L为临界电感量，U O为电压输出值，D为占空比，T为开关周期，I O为最大输出的电流。
在此U O为5.0V，D取值为0.26，T为20ｕs,最大输出电流I O为1A。
经过计算得到L的电感量为7.12uH，在该设计中取L的电感量为22uH/2A的标准电感。
3.3.2、滤波电容值确定输出滤波电容C1容量与输出电压的文波∆U O的要求直接相关，同时输出文波电压∆U O与占空比D有一定关系。
其输出文波电压∆U O的表达式为：（李定宣，开关稳定电源设计与应用）∆U O=V in DT2 8L1C1由该式得出电容C1容值表达式为：C1=V in DT2 8L1∆U O在该设计中输入电压为3.7V，占空比D为0.26，MAX1771的输出频率定为50KHz，对于输出电压的文波要求不大于1%，从而得到滤波电容C1的容值为44uF。
3.3.3、开关管的选择开关管VT在电路中承受的最大电压是U0，考虑到输入电压波动和电感的反峰尖刺电压的影响，所以开关管的最大电压应满足＞1.1×1.2U O。
实际在选定开关管时，管子的最大允许工作电压值还应留有充分的余地，一般选择（2~3）1.1×1.2U O。
开关管的最大允许工作电流，一般选择（2~3）I I。
开关管的选择，主要考虑开关管驱动电路要简单、开关频率要高、导通电阻要小等。
本设计选择P沟道功率场效应管IRF7404，该器件的VDSM=20V，IDM=7A，完全满足设计要求。
4、结束语按以上原理和计算设计输入3.7V，输出5V的5W升压DC／DC 电路，整个电路调试容易，工作稳定，可靠性高，效率达85％以上，特别是成本低，已应用于实际设备中。
另外，可根据具体的电路指标要求，对电路灵活控制、变动，设计出其他的应用电路。