boost 变换器是什么

boost 变换器称为并联开关变换器。与 buck 变换器其不同的是,boost 型电感在输入端(开关),buck 型电感在输出端。boost 型变换器的输出电压 Vo 总是大于输入电压 Vi。解释比较简单,当开关管导通时,二极管 D 关闭,电感 L 与开关管的节点电压为 O。当开关管关闭时,电感 L 两端的电势翻转,所以电感 L 与开关管的节点电压大于输入电压 Vl,电感电流通过二极管 D 续流,使得 Vo 大于 Vi。可以证明,Vo=Vi*[T/(T-Ton)],T 是开关脉冲周期,Ton 是导通时间。

 

boost 变换器的工作原理

Boost 变换器工作于 CCM 和 DCM 时的主要关系式及其临界电感


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)也可将 Boost 交换器划分为两种模式:连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)。对于给定的开关频率、负载电阻及输入和输出电压,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变化、内部参数变化和外接负载变化的情况下,控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节主电路开关管的导通(或截止)时间,使得开关变换器的输出电压或电流相对稳定。

 

为分析稳态特性,简化推导公式的过程,特作以下两点假设:

 

(1)开关管、续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”时漏电流为零。

 

(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,电容的等效串联电阻(ESR)为零。

 

boost 变换器的工作模式

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

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

 


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,电感电流下降。如果在开关管 VT 截止期间,电感中的电流降到零,并在截止期间的剩余时间内电感中存储的能量也为零,则称这种开关电源工作于电感电流不连续工作模式(Discontinuous ConducTIon Mode, DCM);否则工作于电感电流连续工作模式(ConTInuousConducTIon Mode, CCM)"。下面对 Boost DC-DC 开关变换器的两种工作模式分别进行分析,以便于进行系统设计。

 

boost 变换器的工作范围

假设 Boost DC-DC 开关变换器的输入电压范围为[V.min,V.max],负载电阻范围为[R min,  RL.max]。在 RL-V;平面上开关变换器的工作范围对应 - 一个矩形,分别根据各开关变换器 CCM 和 DCM 的临界电感 Lc 及 CISM 和 IISM 的临界电感 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 两个部分,如图 2.5 所示,其中 LcB

 

 

由图 2.5 可知,对于 Boost DC-DC 变换器,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调关系,而 CCM 和 DCM 的临界电感 Lc 与输入电压和负载电阻并不是单调关系。在 RL-V;平面上,不同的电感取值,Boost 变换器 I 作在不同的模式 34.12-131