关于BOOST电路详解，建议收藏

myzbx 2025-03-11 19:08 25 浏览

关于BOOST话题，很多电源工程师工作中会遇到不同的问题。其实找到问题的根源，才能对症下药。下面给大家分享几篇不错的文章，供大家学习~

详解buck boost buck-boost的电路基础

本文主要讲了三种基础拓扑（buck boost buck-boost）的电路基础，以及BUCK的电路，设计的案例，下面就随小编来看看吧。

一三种基础拓扑（buck boost buck-boost）的电路基础：

1 电感的电压公式＝，推出ΔI＝V×ΔT/L

2 sw闭合时，电感通电电压VON，闭合时间tON sw关断时，电感电压VOFF，关断时间tOFF

3 功率变换器稳定工作的条件：ΔION＝ΔIOFF即，电感在导通和关断时，其电流变化相等。那么由1，2的公式可知，VON ＝L×ΔION/ΔtON ，VOFF ＝L×ΔIOFF/ΔtOFF ，则稳定条件为伏秒定律：VON×tON＝VOFF×tOFF

4 周期T，频率f，T＝1/f，占空比D＝tON/T＝tON/（tON＋tOFF）→tON＝D/f ＝TD

→tOFF＝（1－D）/f

二 Buck电路

5 电容的输入输出平均电流为0，在整个周期内电感平均电流＝负载平均电流，所以有：IL＝Io

6 二极管只在sw关断时流过电流，所以ID＝IL×（1－D）

7 则平均开关电流Isw＝IL×D

8 由基尔霍夫电压定律知：

Sw导通时：VIN ＝VON＋VO＋VSW → VON＝VIN－VO－ VSW≈VIN－VO假设VSW相比足够小

VO＝VIN－VON－VSW≈VIN－VON

Sw关断时：VOFF ＝VO＋VD → VO＝VOFF－VD≈VOFF 假设VD相比足够小

9 由3、4可得D＝tON/（tON＋tOFF）＝VOFF/（VOFF ＋ VON）

由8可得：D＝VO/{（VIN－VO）＋VO}

D＝VO/ VIN

10 直流电流IDC＝电感平均电流IL，即IDC≡IL＝Io 见5

11 纹波电流IAC＝ΔI/2＝VIN（1－D）D/ 2Lf＝VO（1－ D）/2Lf

由1，3、4、9得，

ΔI＝VON×tON/L

＝（VIN－VO）×D/Lf＝（VIN－DVIN）×D/Lf＝VIN（1－ D）xD/ Lf

ΔI/ tON＝VON/L＝（VIN－VO）/L

ΔI＝VOFF×tOFF/L

＝VOT（1－D）/L

＝VO（1－D）/Lf

ΔI/ tOFF＝VOFF/L＝VO/L

12，电流纹波率r＝ΔI/ IL＝2IAC/IDC 在临界导通模式下，IAC ＝IDC，此时r＝2 见P51

r＝ΔI/ IL＝VON×D/Lf IL＝(VIN－VO)×D/Lf IL

＝VOＦＦ×（1－D）/Lf IL＝VO×（1－D）/Lf IL

13，峰峰电流IPP＝ΔI＝2IAC＝r×IDC＝r×IL

14，峰值电流IPK＝IDC＋IAC＝（1＋r/2）×IDC＝（1＋r/2） ×IL＝（1＋r/2）×IO

最恶劣输入电压的确定：

VO、Io不变，VIN对IPK的影响：

D＝VO/ VIN VIN增加↑→D↓→ΔI↑, IDC＝IO,不变，所以 IPK↑。

三设计案例

某型号的DC-DC集成电路输入电压范围是4.7-16V，现在有个电路用它来把12V转为3.3V，最大输出电流是2A。如果开关频率是500KHZ，那么电感的推荐值是多大……

原文链接：
https://www.dianyuan.com/article/45477.html

浅析四开关Buck-Boost电路及变换器

在非隔离电源方案中，Buck、Boost、Buck-Boost电路应用非常广泛，很多工程师都对这三种电路非常熟。下面我们一起看下四开关Buck-Boost电路。

常规的Buck-Boost电路，Vo=-Vin*D/(1-D)，输出电压的极性和输入电压相反。

简要的四开关Buck-Boost电路，Vo=Vin*D/(1-D)，输出电压的极性与输入电压相同。

四开关buck-boost的拓扑很简单，如下图。

对于四开关buck-boost，它本身有一种非常传统简单的控制方式。

那就是Q1和Q3同时工作，Q2和Q4同时工作。并且两组MOS交替导通，如上图。

如果把Q2和Q4换成二极管，那么也是同样能工作，只不过没有同步整流而已。

对于这种控制方式，在CCM情况下我们可以得到公式：

Vin*D=Vout（1-D）也就是说，Vout=Vin*D/(1-D). 这个电压转换比和我们常见的buck-boost是一样的。

只不过常见的buck-boost的输出电压是负压，而四开关输出的是正压。

但是这种控制方式的优点是简单，没有模态切换。但是缺点是，四个管子都在一直工作，损耗大，共模噪音也大。

基于传统控制方式的缺点。多年前，一家知名的IC公司推出了一款控制IC，革新了这个拓扑的控制方式。

但是，这种思路本身没什么奇特之处。真正有技术含量的是，当VIn=Vout的时候，采用怎么样的控制方式？

从buck过渡到中间模态，再过渡到boost的时候，如何做到无缝切换？这几个问题，后来成为各家IC公司，大开脑洞，争夺知识产权的战场。

接下来，我来介绍某特公司的IC的控制逻辑。

先假设输出为固定的12V，输入假设为一个电池，充满电电压为16V，放电结束电压为8V。

那么从输入16V开始，此时的工作状态显然是BUCK

那么四个管子的驱动信号如下图

那么当输入电池电压逐渐开始降低，M1的占空比也逐渐开始增大，而M2的占空比开始减小。

此时M2的占空比是个关键的参数。

因为IC内部对M2的脉宽有个最小设定，假如说是200ns。

那么现在假设输入电压掉到12.5V，而M2的脉宽也收缩到了200ns。IC内部的逻辑电路就认为到了模态切换的时候了。

此时发生的变化是，M3和M4两个管子不再是常关和常通的状态，而是开始开关了。

如果我们把上图进行分解，就会发现一个有趣的现象，就是在一个clock周期里面，前半周期是buck，后半周期是boost……

原文链接：
https://www.dianyuan.com/article/43788.html

四招，让你的Boost电路更安全！

电源最常见的三种结构布局是降压（buck）、升压（boost）和降压–升压（buck-boost），这三种布局都不是相互隔离的。

今天介绍的主角是boost升压电路，the boost converter（或者叫step-up converter），是一种常见的开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。

下面主要从基本原理、boost电路参数设计、如何给Boost电路加保护电路三个方面来描述。

Part1 Boost电路的基本原理分析

Boost电路是一种开关直流升压电路，它能够使输出电压高于输入电压。在电子电路设计当中算是一种较为常见的电路设计方式。

首先，你需要了解的基本知识：

电容阻碍电压变化，通高频，阻低频，通交流，阻直流；

电感阻碍电流变化，通低频，阻高频，通直流，阻交流；

假定那个开关（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。

下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路。

充电过程

在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如上图，开关（三极管）处用导线代替。这时，输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电，所以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。

放电过程

如上图，这是当开关断开（三极管截止）时的等效电路。当开关断开（三极管截止）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。

说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。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……

原文链接：
https://www.dianyuan.com/article/41704.html

Boost电路仿真方法简析之空间状态平均法

对Boost电路进行相应的仿真测试，是工程师在平时最常接触的工作。通过空间状态平均法进行仿真测试和波形检测，能够快速有效的完成Simulink数字建模和检测工作。本文将会就这一方法展开简要介绍与分析，帮助工程师更轻松的实现建模和仿真检测。

首先我们以Boost电路结构的变换器为例，来看一下如何使用空间状态平均法进行公式计算。在计算中，工程师可以依据其拓扑结构，分别写出Boost电路变换器开通和关断状态方程。因为每一个开关周期都是非常短暂的，所以我们在一个开关周期内用空间状态平均法来综合两个阶段的方程，可得到一个有关输出电压和开关频率的非线性状态方程。

当开关导通时，Boost状态方程式为：

当开关关断时，Boost状态方程式为：

对上述两个公式用时间平均可得：

在上述公式中，参数U0代表输出电压；Ts代表开关周期；ton代表开通时间；toff代表关断时间；Uin代表输入电压；IL代表电感电流。在得出相应的数值之后，工程师可以用Simulink技术进行数学建模，建模结果如下图所示。

该模型中各个参数的计算过程如下：

在完成公式计算并进行建模后，工程师利用该方法所得到的Boost变换器正常运转的仿真波形如下图所示：

以上就是本文关于使用空间状态平均法进行Boost电路仿真检测的介绍，希望能够帮助工程师更好的完成电路系统仿真检测工作……

原文链接：https://www.dianyuan.com/article/31006.html

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