一种非常实用的Boost升压电路原理详解
boost升降压电路原理
Boost升压电路原理介绍
Boost升降压电路是一种开关直流升压电路，其原理是利用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高。
在电路图中，通常假定开关（三极管或者MOS管）已经断开了很长时间，所有的元件都处于理想状态，电容电压等于输入电压。
当输入是直流电时，电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。
随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。
当开关断开时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。
而原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。
升压完毕。
如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。
如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。
boost电路工作原理
boost电路工作原理
Boost电路是一种用于升压的直流-直流转换器。
它主要由输入电源、开关管、电感、二极管和负载组成。
其工作原理如下：
1. 输入电源：Boost电路的输入电源通常是直流电源，如电池或稳定的直流电源。
2. 开关管：Boost电路中的开关管主要起到开关的作用，在周期性开关的控制下，将电能从输入电源传输到电感中。
3. 电感：电感是Boost电路中的核心元件，它通过储存能量来实现升压功能。
当开关管关闭时，电感中的电流不会突然变为零，而是通过电感中的磁场产生反向电动势，将能量传输到负载电路中。
4. 二极管：在Boost电路中，二极管主要起到导电和反向电流保护的作用。
当开关管断开时，电感中的储能电流无法直接流向负载电路，而是通过二极管的导通，形成一个回路，使得电感中的能量能够传输到负载电路中。
5. 负载：Boost电路中的负载是指输出端的电路或设备，它是通过Boost电路升压后得到的电压输出。
工作原理总结起来就是：当开关管导通时，输入电源的电能通过电感储存；当开关管断开时，电感中的储能电流经过二极管导通，将能量传输到负载电路中，从而实现电压的升高。
需要注意的是，由于Boost电路采用了周期性开关，因此需要一定的控制电路来实现开关管的开关控制。
这通常由微控制器或电子开关控制芯片来完成。
此外，Boost电路在升压过程中会产生一定的功率损耗，因此在设计时需要考虑选择合适的元件以提高效率和减少损耗。
Boost 升压电路的工作原理
Boost 升压电路的工作原理：电感是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当switch闭合以后，电感将电能转换为磁能储存起来，当switch断开后，电感又将磁能转换为电能（给电容充电）。
电容电压由于电感能量的叠加作用升高，并通过二极管和电容滤波后得到平滑的直流电压提供给负载。
肖特基二极管主要起到隔离作用，在switch闭合时，二极管的正极比负极电压低，反偏截止，此时电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；当switch断开时，二极管正向导通，电感能量和电容同时向负载供电。
肖特基二极管的特点：1.反向恢复时间和正向恢复时间都短=>电感充放电频率可以更快2.在低电流密度(JF<10 A/cm2)下，有比P+ -n-N+结构的整流二极管更低的通态电压 => 能量损耗低，效率高如图，在实际电路中，带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关，MOSFET的开关由脉冲调制（PWM）电路控制，输出电压由PWM占空比决定。
一路输出反馈到PWM，来控制输出电压。
下面是升压芯片LM2587的模块图：反馈电路控制输出电压原理:The output voltage is controlled by the amount of energy transferred which, in turn, iscontrolled by modulating the peak inductor current. This is done byfeeding back a portion of the output voltageto the error amp, which amplifies the difference between the feedback voltage and a 1.230V reference. The erroramp output voltage is compared to a voltage proportional to the switch current (i.e., inductor current during theswitch on time).由此，我们可以通过调节R1和R2电阻值来调整输出电压。
boost电路的电路结构和并阐述它的工作原理
boost电路的电路结构和并阐述它的工作原理
Boost电路是一种用于提高输入电压的DC-DC转换器电路。
它通过将输入电压放大到更高的输出电压，实现电压升压的功能。
Boost电路的基本结构包括一个开关、一个电感、一个二极管
和一个负载。
开关可以是晶体管或MOSFET，负载可以是电
容或电阻等。
工作原理如下：
1. 初始状态下，开关处于关闭状态，电感上没有电流流过。
2. 当开关打开时，电压源的正极连接到电感，并且电流开始通过电感增加。
此时，电感储存了能量。
3. 当开关关闭时，电感上的储存能量会引起电感两端电压的变化。
由于电感的特性，电压趋向于继续升高，电感两端的电压超过了输入电压。
4. 当电感两端的电压大于输入电压时，二极管导通，负载上出现了升高的输出电压。
此时，电感的储能已经传递给了负载。
5. 重复以上步骤，通过不断打开与关闭开关，将电感储存的能量传递给负载，从而实现电压升压。
Boost电路通过周期性地切换开关来调节输出电压。
开关的频
率越高，电路的稳定性和效率越高，但也会增加电路的复杂度。
bost升压电路工作原理
bost升压电路工作原理小伙伴，今天咱们来唠唠这个BOOST升压电路的工作原理，可有趣啦。
咱先来说说这个电路里都有啥元件吧。
这里面有电感、电容、二极管还有开关管呢。
这几个小家伙就像是一个小团队，各自有着独特的任务，组合在一起就有了神奇的升压魔法。
电感呀，就像是一个小储蓄罐。
当开关管导通的时候呢，电源就开始给电感充电啦。
这时候电感就像是个贪吃鬼，不停地把电能储存起来，电流就像水流一样流进电感这个小储蓄罐里，电感里的电流就会线性增加哦。
这个过程就好像是我们在存钱，一点一点地把钱（电能）放进储蓄罐（电感）里。
然后呢，开关管突然关闭啦。
这时候电感可不愿意啦，它刚刚存了那么多电能呢。
电感就会产生一个自感电动势，这个电动势的方向是想要维持原来的电流方向的。
这就像是你在拉一个东西，突然有人不让你拉了，你肯定会用力反抗一下一样。
这个自感电动势就会推动电流继续流动，这时候电流就会通过二极管向电容和负载流动啦。
二极管呢，它就像是一个单向的小门卫，只允许电流从电感这边流向电容和负载那边，不让电流倒流回去。
这就保证了电能能够顺利地传输到我们想要的地方去。
电容这个时候就闪亮登场啦。
电容就像是一个小水库，它可以储存电能。
从电感流过来的电能就会被电容储存起来一部分，同时也会给负载供电。
电容储存电能的过程就像是水库蓄水一样，一点点地把水（电能）存起来。
而且电容还有一个很厉害的作用，它可以让输出的电压变得更加平滑。
你想啊，如果没有电容，那输出的电压可能就会像坐过山车一样，忽高忽低的，有了电容这个小水库，电压就会稳定很多，就像平静的湖水一样。
在这个过程中，我们会发现输出的电压比输入的电压高了呢。
这就是BOOST升压电路的神奇之处啦。
它通过电感的储能、开关管的控制、二极管的单向导通还有电容的平滑滤波和储能，就把电压升高了。
这个BOOST升压电路在我们的生活中有好多好多的应用哦。
比如说在那些需要高电压的小设备里，像便携式的小台灯呀，有些就是用电池供电，但是灯泡需要比较高的电压才能亮得很亮，这时候BOOST升压电路就派上用场啦。
boost电路原理
boost电路原理Boost电路原理。
Boost电路是一种常见的DC-DC升压电路，它可以将输入电压升高到更高的输出电压。
在很多应用中，我们需要将电源电压升高以满足特定的需求，这时Boost电路就可以发挥作用。
Boost电路的原理和工作方式对于电子工程师来说是非常重要的，本文将对Boost电路的原理进行详细介绍。
Boost电路由一个电感、一个开关管、一个二极管和一个电容组成。
在Boost电路中，当开关管导通时，电感储存能量，当开关管关断时，电感释放能量，从而提供给负载。
Boost电路的核心是电感，它能够储存能量并实现电压升高。
在Boost电路中，当开关管导通时，电感中的电流增加，从而储存能量；当开关管关断时，电感中的能量释放，通过二极管提供给负载，同时也通过电容实现平滑输出。
Boost电路的工作原理可以通过开关管的工作状态来进行分析。
当开关管导通时，电感储存能量，此时输入电压与电感极性相同，电感上的电压增加；当开关管关断时，电感释放能量，此时电感极性与输出电压相同，从而提供给负载。
通过不断重复这个过程，Boost电路可以实现输入电压的升压。
在Boost电路中，开关管的工作状态由控制电路来控制。
控制电路可以根据输出电压的变化来调整开关管的导通时间，从而实现对输出电压的稳定控制。
在实际应用中，控制电路通常采用脉宽调制（PWM）的方式来实现对开关管的控制，从而实现对输出电压的精确调节。
Boost电路在很多应用中都有着广泛的应用，比如电源适配器、太阳能电池充电器、LED驱动器等。
在这些应用中，Boost电路可以将低电压升高到满足设备工作所需的电压，从而实现对设备的稳定供电。
同时，Boost电路还可以实现对输出电压的精确调节，从而满足不同设备对电压的需求。
综上所述，Boost电路是一种常见的DC-DC升压电路，它通过储存能量和控制开关管的工作状态来实现对输入电压的升压。
Boost电路在很多应用中都有着广泛的应用，它可以实现对输出电压的精确调节，从而满足不同设备对电压的需求。
boost 电路工作原理
boost 电路工作原理
Boost电路是一种直流电压升压的电路，通过增加输入电压的
电平来获得较高的输出电压。
以下是Boost电路的工作原理：
1. 开关原理：Boost电路通常包含一个开关元件（通常为开关
管或MOSFET）和一个能存储和释放能量的元件（通常为电
感器）。
2. 开关管状态：开关管处于导通或截断两种状态之一。
在导通状态下，开关管可以导通电流，同时也可以存储能量；在截断状态下，开关管阻止电流通过。
3. 充电状态：当开关管导通时，输出电感器接收电流，并在内部存储能量。
此时，电感器的磁场储能。
4. 关断状态：当开关管停止导通时，存储在电感器中的能量无法立即消失，因此电感器会产生一个反向电压，将能量传递给输出负载或电容。
5. 输出电压：由于存储在电感器中的能量会被传递给输出负载或电容，当开关管周期性地开关时，输出电压会周期性地增加。
6. 控制：Boost电路中的开关管通常由控制电路控制，控制电
路根据输出电压的反馈信号来调节开关管的导通和截断。
这样，可以通过控制开关管的开关频率和占空比来调节输出电压的大小。
总之，Boost电路通过周期性地开关开关管和存储能量的元件，实现了将输入电压升压到较高输出电压的功能。
buckboost升降压开关电路原理
buckboost升降压开关电路原理Buck-Boost升降压开关电路原理一、引言Buck-Boost升降压开关电路是一种常用的电源变换电路，可以将输入电压进行升压或降压，以满足不同电子设备的电源需求。
本文将介绍Buck-Boost升降压开关电路的原理及其工作方式。
二、Buck-Boost升降压开关电路的原理Buck-Boost升降压开关电路是一种非绝缘型直流-直流变换电路，通过开关器件的开关控制，实现输入电压的升压或降压。
其基本原理如下：1. Buck-Boost升降压原理Buck-Boost升降压电路是通过改变开关器件的导通和截止状态，使得输入电压可以在输出端实现升压或降压。
当开关器件导通时，输入电压通过电感储能，使得输出电压升高；当开关器件截止时，电感释放储能，输出电压降低。
通过控制开关器件的导通与截止时间比例，可以实现不同的输出电压。
2. Buck-Boost开关电路的工作周期Buck-Boost升降压开关电路的工作周期分为导通状态和截止状态两个阶段。
在导通状态下，开关器件导通，电感储能；在截止状态下，开关器件截止，电感释放储能。
通过控制开关器件的导通与截止时间比例，可以调节输出电压的大小。
3. Buck-Boost升降压开关电路的控制方法Buck-Boost升降压开关电路可以通过不同的控制方法来实现对输出电压的调节。
常用的控制方法有：(1) 周期控制：通过改变导通与截止时间比例来调节输出电压。
(2) 脉宽调制：通过改变开关器件的导通脉宽来调节输出电压。
(3) 调制比控制：通过改变导通时间与截止时间的比值来调节输出电压。
三、Buck-Boost升降压开关电路的优势Buck-Boost升降压开关电路具有以下优势：1. 宽输入电压范围：Buck-Boost电路可以适应较宽的输入电压范围，适用于不同的电源输入。
2. 高效率：开关器件的导通和截止状态可以实现能量的储存和释放，减小了能量损耗，提高了整体转换效率。
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一种实用的BOOST电路0 引言在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计，对于较大的功率输出，如70W以上的DC ／DC升压电路，由于专用升压芯片内部开关管的限制，难于做到大功率升压变换，而且芯片的价格昂贵，在实际应用时受到很大限制。
考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大，选择合适的控制芯片，便可设计出大功率输出的DC／DC升压电路。
UC3S42是一种电流型脉宽调制电源芯片，价格低廉，广泛应用于电子信息设备的电源电路设计，常用作隔离回扫式开关电源的控制电路，根据UC3842的功能特点，结合Boos t拓扑结构，完全可设计成电流型控制的升压DC／DC电路，且外接元器件少，控制灵活，成本低，输出功率容易做到100W以上，具有其他专用芯片难以实现的功能。
1 UC3842芯片的特点UC3842工作电压为16~30V，工作电流约15mA。
芯片内有一个频率可设置的振荡器；一个能够源出和吸入大电流的图腾式输出结构，特别适用于MoSFET的驱动；一个固定温度补偿的基准电压和高增益误差放大器、电流传感器；具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器，最大占空比可达100％。
另外，具有内部保护功能，如滞后式欠压锁定、可控制的输出死区时间等。
由UC3842设计的DC／DC升压电路属于电流型控制，电路中直接用误差信号控制电感峰值电流，然后间接地控制PWM脉冲宽度。
这种电流型控制电路的主要特点是：1)输入电压的变化引起电感电流斜坡的变化，电感电流自动调整而不需要误差放大器输出变化，改善了瞬态电压调整率；2)电流型控制检测电感电流和开关电流，并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出比较，控制PWM脉宽，由于电感电流随误差信号的变化而变化，从而更容易设置控制环路，改善了线性调整率；3)简化了限流电路，在保证电源工作可靠性的同时，电流限制使电感和开关管更有效地工作；4)电流型控制电路中需要对电感电流的斜坡进行补偿，因为，平均电感电流大小是决定输出大小的因素，在占空比不同的情况下，峰值电感电流的变化不能与平均电感电流变化相对应，特别是占空比，50％的不稳定性，存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差，即使占空比<50％，也可能发生高频次谐波振荡，因而需要斜坡补偿，使峰值电感电流与平均电感电流变化相一致，但是，同步不失真的斜坡补偿技术实现上有一定的难度。
2 Boost电路结构及特性分析2.1 由UC3842作为控制的Boost电路结构由UC3842控制的Boost拓扑结构及电路分别如图1和图2所示。
图2中输入电压Vi=16~20V，既供给芯片，又供给升压变换。
开关管以UC3842设定的频率周期开闭，使电感L储存能量并释放能量。
当开关管导通时，电感以Vi／L的速度充电，把能量储存在L中。
当开关截止时，L产生反向感应电压，通过二极管D把储存的电能以(V o-Vi)／L的速度释放到输出电容器C2中。
输出电压由传递的能量多少来控制，而传递能量的多少通过电感电流的峰值来控制。
整个稳压过程由二个闭环来控制，即闭环1 输出电压通过取样后反馈给误差放大器，用于同放大器内部的2.5V基准电压比较后产生误差电压，误差放大器控制由于负载变化造成的输出电压的变化。
闭环2 Rs为开关管源极到公共端间的电流检测电阻，开关管导通期间流经电感L的电流在Rs上产生的电压送至PwM比较器同相输入端，与误差电压进行比较后控制调制脉冲的脉宽，从而保持稳定的输出电压。
误差信号实际控制着峰值电感电流。
2.2 Boost升压结构特性分析Boost升压电路，可以工作在电流断续工作模式(DCM)和电流连续工作模式(CCM)。
CC M工作模式适合大功率输出电路，考虑到负载达到lO％以上时，电感电流需保持连续状态，因此，按CCM工作模式来进行特性分析。
Boost拓扑结构升压电路基本波形如图3所示。
ton时，开关管S为导通状态，二极管D处于截止状态，流经电感L和开关管的电流逐渐增大，电感L两端的电压为Vi，考虑到开关管S漏极对公共端的导通压降Vs，即为Vi-Vs。
ton时通过L的电流增加部分△ILon满足式(1)。
式中：Vs为开关管导通时的压降和电流取样电阻Rs上的压降之和，约0.6~0.9V。
toff时，开关管S截止，二极管D处于导通状态，储存在电感L中的能量提供给输出，流经电感L和二极管D的电流处于减少状态，设二极管D的正向电压为Vf，toff时，电感L两端的电压为Vo+Vf-Vi，电流的减少部分△ILoff满足式(2)。
式中：Vf为整流二极管正向压降，快恢复二极管约0.8V，肖特基二极管约0.5V。
在电路稳定状态下，即从电流连续后到最大输出时，△ILon=△ILoFf，由式(1)和(2)可得如果忽略电感损耗，电感输入功率等于输出功率，即由式(4)和式(5)得电感器平均电流同时由式(1)得电感器电流纹波式中：f为开关频率。
为保证电流连续，电感电流应满足考虑到式(6)、式(7)和式(8)，可得到满足电流连续情况下的电感值为另外，由Boost升压电路结构可知，开关管电流峰值Is(max)=二极管电流峰值Id(max) =电感器电流峰值ILP，3 样机电路设计样机的电路图如图2所示，是基于UC3842控制的升压式DC／DC变换器。
电路的技术指标为：输入Vi=18V，输出Vo=40V、Io=2A，频率f≈49 kHz，输出纹波噪声1％。
根据技术指标要求，结合Boost电路结构的定性分析，对图2的样机电路设计与关键参数的选择进行具体的说明。
3.1 储能电感L根据输入电压和输出电压确定最大占空比。
由式(4)得当输出最大负载时至少应满足电路工作在CCM模式下，即必须满足式(9)，同时考虑在10％额定负载以上电流连续的情况，实际设计时可以假设电路在额定输出时，电感纹波电流为平均电流的20％~30％，因增加△IL可以减小电感L，但为不增加输出纹波电压而须增大输出电容C2，取30％为平衡点，即L可选用电感量为140~200μH且通过5A以上电流不会饱和的电感器。
电感的设计包括磁芯材料、尺寸、型号选择及绕组匝数计算、线径选用等。
电路工作时重要的是避免电感饱和、温升过高。
磁芯和线径的选择对电感性能和温升影响很大，材质好的磁芯如环形铁粉磁芯，承受峰值电流能力较强，EMI低。
而选用线径大的导线绕制电感，能有效降低电感的温升。
3.2 输出电压取样电阻R1、R2因UC3842的脚2为误差放大器反向输入端，芯片内正向输入端为基准2.5v，可知输出电压Vo=2.5(1+R1／R2)，根据输出电压可确定取样电阻R1、R2的取值。
由于储能电感的作用，在开关管开启和关闭时会形成大的尖峰电流，在检测电阻Rs上产生一个尖峰脉冲，为防止造成UC3842的误动作，在Rs取样点到UC3842的脚3间加入R、C滤波电路，R、C时间常数约等于电流尖峰的持续时间。
3.3 开关管S开关管的电流峰值由式(10)得Iv(max)=ILP=5.11A开关管的耐压由式(11)得Vds(off)=Vo+Vf=40+0.8=40.8V按20％的余量，可选用6A／50V以上的开关管。
为使温升较低，应选用Rds较小的MOS开关管，要考虑的是通态电阻Rds会随PN结温度T1的升高而增大。
图4为实测开关管的开关电压波形和电流瞬态波形图。
3.4 输出二极管D和输出电容器C2升压电路中输出二极管D必须承受和输出电压值相等的反向电压，并传导负载所需的最大电流。
二极管的峰值电流Id(max)=ILP=5.11A，本电路可选用6A／50V以上的快恢复二极管，若采用正向压降低的肖特基二极管，整个电路的效率将得到提高。
输出电容C2的选定取决于对输出纹波电压的要求，纹波电压与电容的等效串联电阻ES R有关，电容器的容许纹波电流要大于电路中的纹波电流。
电容的ESR<△Vo/△IL=40x1％/1.33=O.3Ω。
另外，为满足输出纹波电压相对值的要求，滤波电容量应满足根据计算出的ESR值和容量值选择电容器，由于低温时ESR值增大，故应按低温下的ESR来选择电容，因此，选用560μF／50V以上频率特性好的电解电容可满足要求。
3.5 外补偿网络UC3842误差放大器的输出端脚l与反相输入端脚2之间外接补偿网络Rf、Cf。
Rf、Cf 的取值取决于UC3842环路电压增益、额定输出电流和输出电容，通过改变Rf、Cf的值可改变放大器闭环增益和频响。
为使环路得到最佳补偿，可测试环路的稳定度，测量Io脉动时输出电压Vo的瞬态响应来加以判断。
图5为Cf选用0.0lμF和470pF时动态响应控制波形的区别，上冲下降幅度和复位时间都有差别。
3.6 斜坡补偿在实用电路中，增加斜坡补偿网络，一般有二种方法，一是从斜坡端脚4接补偿网络Rx、Cx至误差放大器反相输入端脚2，使误差放大器输出为斜坡状，再与Rs上感应的电压比较。
二是从斜坡端脚4接补偿网络Rx、Cx到电流感应端脚3，将在Rs的感应电压上增加斜坡的斜率，再与平滑的误差电压进行比较，作用是防止谐波振荡现象，避免UC3842工作不稳定，同时改善电流型控制开关电压的噪声特性。
本文采用方法二。
3.7 保护电路当UC3842的脚3电压升高超过1V或脚1电压降到1V以下，都可使PWM比较器输出高电平，造成PWM锁存器复位。
根据UC3842关闭特性，可以很容易在电路中设置过压保护和过流保护。
本电路中Rs上感应出的峰值电流形成逐个脉冲限流电路，当脚3达到1 V时就会出现限流现象，所以，整个电路中的电感磁性元件和功率开关管不必设计较大的余量，就能保证稳压电路工作可靠，降低成本。
4 结语按以上原理和计算设计丁输入18V，输出40V的80W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80％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。