DC-DC升压(BOOST)电路原理

Boost电路的结构及工作原理_Boost的应用电路Boost电路定义Boost升压电路的英文名称为theboostconverter，或者叫step-upconverter，是一种开关直流升压电路，它能够将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直流直流变换器（DC/DCConverter）。

直流直流变换器通过对电力电子器件的通断控制，将直流电压断续地加到负载上，通过改变占空比改变输出电压平均值。

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，那么电容电压等于输入电压。

开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许Dy=1的状态下工作。

电感Lf在输入侧，成为升压电感。

Boost电路结构下面以UC3842的Boost电路为例介绍Boost电路的结构。

图中输入电压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2Rs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。

Boost电路的工作原理Boost电路的工作原理分为充电和放电两个部分来说明。

充电过程。

boost升压电路工作原理boost升压电路是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。

基本电路图见图一：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），等效电路如图二，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。

一些补充1 AA电压低,反激升压电路制约功率和效率的瓶颈在开关管,整流管,及其他损耗(含电感上).1.电感不能用磁体太小的(无法存应有的能量),线径太细的(脉冲电流大,会有线损大).2 整流管大都用肖特基,大家一样,无特色,在输出3.3V时,整流损耗约百分之十.3 开关管,关键在这儿了,放大量要足够进饱和,导通压降一定要小,是成功的关键.总共才一伏,管子上耗多了就没电出来了,因些管压降应选最大电流时不超过0.2--0.3V,单只做不到就多只并联.......4 最大电流有多大呢?我们简单点就算1A吧,其实是不止的.由于效率低会超过1.5A,这是平均值,半周供电时为3A,实际电流波形为0至6A.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付.5 现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子,所以咱建议用土电路就够对付洋电路了. 以上是书本上没有直说的知识,但与书本知识可对照印证.开关管导通时，电源经由电感-开关管形成回路，电流在电感中转化为磁能贮存；开关管关断时，电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正，此电压叠加在电源正端，经由二极管-负载形成回路，完成升压功能。

Buck（降压）和Boost（提升）是两种常见的DC-DC 转换电路，它们具有不同的电压转换功能和特点。

Buck（降压）电路：
- 降压电路主要用于将输入电压降低到较低的输出电压，因此也被称为降压转换器。

- 降压电路的工作原理是通过控制开关管的导通时间比例，使得输入电压经过电感和电容的作用，转换为较低的输出电压。

- 降压电路的输出电压通常小于输入电压，用于供电给电压较低的设备或电路。

Boost（提升）电路：
- 提升电路主要用于将输入电压提高到较高的输出电压，因此也被称为升压转换器。

- 提升电路的工作原理是通过控制开关管的导通时间比例，使得输入电压经过电感和电容的作用，转换为较高的输出电压。

- 提升电路的输出电压通常大于输入电压，用于供电给电压较高的设备或电路。

区别：
1. **电压转换方向**：降压电路将输入电压降低到输出电压，
而提升电路将输入电压提升到输出电压。

2. **适用场景**：降压电路常用于需要输出低电压的场合，如电子设备的供电；提升电路常用于需要输出高电压的场合，如闪光灯、高压驱动器等。

3. **电路结构**：降压电路和提升电路在电路拓扑结构上有所不同，分别采用不同的开关管导通方式和电感电容的配置。

需要注意的是，除了降压和提升电路以外，还有一种称为Buck-Boost（升降压）的电路结构，它可以实现输入电压到输出电压的升降转换功能，更加灵活适用于各种电源管理系统的场合。

升降压DC-DC拓扑1. 概述升降压DC-DC拓扑是一种电力转换器拓扑结构，用于将输入电压进行升压或降压转换，以适应不同电路或设备的电源需求。

该拓扑结构具有高效、可靠、稳定的特点，被广泛应用于各种电子设备和电路中。

2. DC-DC拓扑结构升降压DC-DC拓扑主要有以下几种结构：2.1 升压拓扑升压拓扑将输入电压提升到更高的输出电压。

常见的升压拓扑有Boost拓扑、Flyback拓扑和SEPIC拓扑等。

2.1.1 Boost拓扑Boost拓扑是一种基本的升压拓扑结构。

它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。

工作原理是通过周期性地开关开关管，将电感储存的能量传递给输出电容，从而提升输出电压。

2.1.2 Flyback拓扑Flyback拓扑也是一种常见的升压拓扑结构。

它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。

与Boost拓扑不同的是，Flyback拓扑通过储存能量在电感中，然后在开关断开时将能量传递给输出电容，从而提升输出电压。

2.1.3 SEPIC拓扑SEPIC拓扑是一种特殊的升压拓扑结构，适用于输入电压范围波动较大的应用场景。

它由两个电感、两个开关管和一个输出电容组成。

SEPIC拓扑可以实现输入电压的升压和降压转换。

2.2 降压拓扑降压拓扑将输入电压降低到更低的输出电压。

常见的降压拓扑有Buck拓扑和Buck-Boost拓扑等。

2.2.1 Buck拓扑Buck拓扑是一种基本的降压拓扑结构。

它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。

工作原理是通过周期性地开关开关管，将输入电压分段传递给输出电容，从而降低输出电压。

2.2.2 Buck-Boost拓扑Buck-Boost拓扑是一种特殊的降压拓扑结构，适用于输入输出电压都可变的应用场景。

它由一个开关管、两个电感和一个输出电容组成。

Buck-Boost拓扑可以实现输入电压的降压和升压转换。

3. DC-DC拓扑的工作原理DC-DC拓扑的工作原理可以简单描述为：1.输入电压通过开关管控制，分别传递给电感或输出电容。

boost电路输入输出电压与占空比关系及推导过程文章标题：深度解析boost电路输入输出电压与占空比关系及推导过程一、引言在电子学中，boost电路是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换器，其在各类电子设备、电源系统中都有广泛的应用。

boost电路的核心是通过一个开关器件（通常是MOSFET）来控制输入电压与输出电压之间的转换关系，其工作原理涉及到占空比的控制，而占空比又与输入输出电压之间的关系密切相关。

本文将针对boost电路中输入输出电压与占空比之间的关系展开深入讨论，并推导出相应的数学表达式。

二、boost电路基本原理boost电路是一种升压变换器，其基本结构如图1所示，包括输入电压Vin、开关器件（例如MOSFET）、电感L和输出电压Vout。

在boost电路中，MOSFET的工作由控制信号（通常是由PWM控制）来控制，通过控制MOSFET的导通和关断时间，就可以实现从Vin到Vout的电压转换。

（图1-boost电路基本结构示意图）三、占空比与输入输出电压关系的推导在boost电路中，MOSFET的导通时间与关断时间决定了占空比的大小，假设boost电路的周期为T，其中MOSFET的导通时间为Ton，关断时间为Toff，则占空比D的定义如下：D = Ton / T根据电感电压平衡原理，可得以下关系式：Vin * Ton = Vout * Toff整理上述方程，可得：Vout/Vin = Ton / (Ton + Toff)将Ton和Toff用占空比D表示，则有：Vout/Vin = D / (1 - D)上述关系表明了输入输出电压与占空比之间的直接关系，它告诉我们，在boost电路中，通过控制占空比D，我们可以实现输出电压Vout对输入电压Vin的精确控制。

四、boost电路输入输出电压与占空比关系的深入理解从推导的关系式Vout/Vin = D / (1 - D) 可以看出，占空比D的变化会直接影响到输出电压Vout与输入电压Vin的关系。

BOOST升压电路中：电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS 开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成；肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极电压低，此时二极管反偏截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端！！电感升压原理：什么是电感型升压DC/DC转换器？如图1所示为简化的电感型DC-DC转换器电路，闭合开关会引起通过电感的电流增加。

打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。

因储存来自电感的电流，多个开关周期以后输出电容的电压升高，结果输出电压高于输入电压。

电感型升压转换器应用在哪些场合？电感型升压转换器的一个主要应用领域是为白光LED供电，该白光LED能为电池供电系统的液晶显示(LCD)面板提供背光。

在需要提升电压的通用直流-直流电压稳压器中也可使用。

决定电感型升压的DC-DC转换器输出电压的因素是什么？在图2所示的实际电路中，带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关，MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。

输出电压始终由PWM占空比决定，占空比为50%时，输出电压为输入电压的两倍。

将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍，对实际的有损耗电路，输入电流还要稍高。

电感值如何影响电感型升压转换器的性能？因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流，所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。

等效串联电阻值低的电感，其功率转换效率最佳。

要对电感饱和电流额定值进行选择，使其大于电路的稳态电感电流峰值。

六种基本DCDC变换器拓扑结构总结DC-DC变换器是一种将一种直流电压转换为另一种直流电压的电子设备。

根据其拓扑结构，可以将DC-DC变换器分为六种基本拓扑结构。

下面将对这六种拓扑结构进行总结。

1. 升压型拓扑结构（Boost Converter）：升压型拓扑结构是将输入电压提升到更高电压的一种拓扑结构。

其基本结构由一个电感、一个开关管、一个二极管和一个输出滤波电容组成。

工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过二极管和输出滤波电容供给负载。

2. Buck拓扑结构（降压型拓扑结构）：Buck拓扑结构是将输入电压降低到更低电压的一种拓扑结构。

其基本结构由一个电感、一个开关管和一个输出滤波电容组成。

工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。

3. Buck-Boost拓扑结构（降升压型拓扑结构）：Buck-Boost拓扑结构可以实现输入电压的增益和降低。

其基本结构由一个电感、一个开关管和一个输出滤波电容组成。

工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。

该拓扑结构可以实现输入电压大于、等于或小于输出电压的转换。

4. 反激型拓扑结构（Flyback Converter）：反激型拓扑结构是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑结构。

其基本结构由一个变压器、一个开关管和一个输出滤波电容组成。

工作原理为开关管导通时，电能储存在变压器中；开关管关闭时，变压器释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。

5. 单边反激型拓扑结构（Half-Bridge Converter）：单边反激型拓扑结构也是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑结构。

其基本结构由两个开关管、一对二极管和一个输出滤波电容组成。

工作原理为开关管交替导通和关闭，将输入直流电压分别连接到变压器的两个输入端，以实现电压的转换。

dcdcboost电路原理
DC-DC Boost电路原理
DC-DC Boost电路是一种常见的电路，可以将低电压升高到需要
的电压。

它主要由开关管、电感、二极管和电容等组成，通过不断地
开关和关闭，来实现电压的升高。

1. 开关管
开关管是DC-DC Boost电路中最重要的部分，它可以控制电路的
开关状态。

当开关管导通时，电路中的电流会增加，电感中储存的能
量也会增加。

当开关管断开时，电路中的电流会减少，电感中储存的
能量也会释放出来，从而提高电压。

2. 电感
电感是DC-DC Boost电路中的一个重要元件，它可以储存电能，
并将其转化为磁能。

当电流通过电感时，它会在电感中产生磁场，这
个磁场可以储存能量。

当电流变化时，这个磁场会产生电动势，从而
提高电压。

3. 二极管
二极管是DC-DC Boost电路中的另一个重要元件，它可以控制电
路中的电流方向。

当开关管断开时，二极管会导通，从而将电感中储
存的能量传递到电容中，提高电压。

4. 电容
电容是DC-DC Boost电路中的一个重要元件，它可以储存电荷，
并将其转化为电能。

当电压升高时，电容会储存更多的电荷，从而提
高电压。

当电压降低时，电容会释放储存的电荷，从而保持电压稳定。

总之，DC-DC Boost电路是一种非常重要的电路，它可以将低电
压升高到需要的电压。

它主要由开关管、电感、二极管和电容等组成，通过不断地开关和关闭，来实现电压的升高。

BOOST 升压电路工作原理图文分析将直流电能转换为另一种固定电压或电压可调的直流电能的电路称为直流斩波电路。

它利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压的大小，因此也称为开关型DC/DC 变换电路或直流斩波电路。

直流斩波电路的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因素校正，逆变器以及其他领域的交直流电源等。

测试电路如下图4.1所示，测量输入与输出关系。

通道2：输出直流电压信号u o +-(a)BOOST 测试电路 (b)输出波形图4.1 BOOST 升压电路(multisim)一、直流斩波电路的基本原理基本的直流变换电路原理如图4.2所示，T 为全控型开关管，R 为纯电阻性负载。

当开关T 在时间T on 开通时，电流流经负载电阻R ，R 两端就有电压；开关T 在时间T off 关断时，R 中电流为零，电压也就变为零。

直流变换电路的负载电压波形如图4.2(b)。

s(a) 直流斩波原理图 (b)输出波形图4.2直流斩波原理示意图定义上述电路中脉冲的占空比：on on s on offT T D T T T ==+。

其中T s 为为开关管T 的工作周期，T on 为开关管T 的导通时间。

由图5.3(b)的波形可知，输出电压的平均值为：01s T on O d d d s ST U U dt U DU T T ===⎰ 此式说明，控制开关管的导通与关断来控制就可以达到控制输出电压。

二、BOOST 升压过程直流输出电压的平均值高于输入电压的变换电路为升压变换电路，又称为Boost 电路。

电路如图5.2所示。

图中Q2为开关管， D1是快恢复二极管，XFG1为频率和占空比都可调的函数发生器， 用于产生驱动开关器件Q1所需的脉冲信号。

假设输入电源电压为U d ，输出负载电压为U o ，流过电感的电流为I L 。

当Q1在出发信号作用下导通时，电路处于T on 工作器件，D 承受反向电压而截止。