boost电路输入输出电压与占空比关系及推导过程

一、问题重述
以boost电路通过给定输入电压、输出电压和主电路参数，理论计算电感电流纹波、电容电压纹波，并进行仿真验证；调节占空比0.3-0.8；描述占空比和电感电流纹波、电容电压纹波、电压增益（Vo/Vin）之间关系，并进行仿真验证。

电路参数Vin=300V, Vo=400V, RL=100omg, fs=100kHz, L=800uH, C=200uF,。

二、模型搭建
由书本公式U o=t on+t off
t off E=T
t off
E得到t off=0.75T, t on=0.25T，设置IGBT参数如图
三、结果分析
仿真得到输入电压E、输出电压U o、电源电流I1波形如下图
根据计算电感电流纹波公式可得Δi L=ET on
L =Eα
Lf
=300∗0.25
800∗10−6∗100∗103
=0.9375A
根据计算电容电压纹波公式可得ΔU c=Eα
(1−α)fRC =300∗0.25
0.75∗100∗200∗10−6∗100∗103
=0.05V
仿真得到Δi L=0.90A ，误差约为4%
ΔU c=0.05V ，误差为0%
将占空比从0.3至0.8每0.1计算一次输出电压，得到。

BUCK_BOOST_BUCK-BOOST电路的原理1、Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。

图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation 脉宽调制)信号，信号周期为T s，则信号频率为f=1/T s，导通时间为T on，关断时间为T off，则周期T s=T on+T off，占空比Dy= T on/T s。

2、Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。

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

电感L f在输入侧，称为升压电感。

Boost 变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

3、Buck-Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。

Buck-Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。

Buck-Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式。

LDO的特点：①非常低的输入输出电压差②非常小的内部损耗③很小的温度漂移④很高的输出电压稳定度⑤很好的负载和线性调整率⑥很宽的工作温度范围⑦较宽的输入电压范围⑧外围电路非常简单，使用起来极为方便DC-DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。

斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式T s不变，改变T on(通用)；二是频率调制方式，T on不变，改变T s（易产生干扰）。

其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U o小于输入电压U i，极性相同。

（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U o大于输入电压U i，极性相同。

（3）Buck-Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U o 大于或小于输入电压U i，极性相反，电感传输。

boost电路开关管的占空比和输出电压的关系摘要：1.引言2.Boost 电路的工作原理3.占空比与输出电压的关系4.占空比的调整对输出电压的影响5.结论正文：【引言】在电子电路中，Boost 电路是一种常见的DC-DC 变换器，其主要作用是将输入电压升高后输出。

这种电路在很多应用场景中都有广泛的应用，如电源管理、信号放大等。

对于Boost 电路来说，占空比和输出电压是非常重要的两个参数。

本文将探讨这两者之间的关系以及如何通过调整占空比来实现输出电压的控制。

【Boost 电路的工作原理】Boost 电路是一种基于开关管工作的电压提升电路，其主要构成部分包括开关管、电感、电容和二极管。

在电路工作过程中，开关管通过控制占空比来调整电感上的电流，从而实现输出电压的升降。

具体来说，当开关管导通时，电感上的电流逐渐增大；当开关管截止时，电感上的电流逐渐减小。

通过这样的工作方式，可以使得输出电压高于输入电压。

【占空比与输出电压的关系】占空比是指开关管在一个周期内导通时间与总周期时间的比值。

在Boost 电路中，占空比与输出电压的关系可以用以下公式表示：输出电压= 输入电压× (占空比+ 1)从公式中可以看出，当占空比增大时，输出电压也会相应地增大；反之，当占空比减小时，输出电压也会相应地减小。

【占空比的调整对输出电压的影响】通过改变占空比，可以实现对Boost 电路输出电压的控制。

一般来说，占空比越大，输出电压越高；占空比越小，输出电压越低。

需要注意的是，占空比的调整会影响到电路的效率和稳定性。

当占空比过大时，电路的效率会降低，同时可能会产生电压振荡等不稳定现象；当占空比过小时，电路的效率也会降低，同时输出电压可能会出现波动。

因此，在实际应用中，需要根据具体需求合理地选择占空比，以实现高效稳定的输出电压。

【结论】Boost 电路的占空比与输出电压之间存在着密切的关系。

通过调整占空比，可以实现对输出电压的控制。

BOOST升压电路参数计算
1. 占空比
Vi *Ton/L=(Vo-Vi)*Toff/L
D = (Vo-Vi)/Vo
D—占空比
2. 电感选择
dIL= Vi*Ton/L
dIL=0.2IL_ avg=0.2Iin
Iin=Vo*Io/Vi
IL_avg = Iin
IL_peak = 1.1Iin
IL_rms = ILavg*(1+0.22/12)0.5
L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%（可根据应用改变）dIL—电感纹波电流峰峰值
IL_avg—电感电流平均值
IL_peak—电感峰值电流
IL_rms—电感电流有效值
2. 肖特基二极管选择
Id_peak = 1.1Iin
Vrd = Vo
Id_peak—续流二极管峰值电流
Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间）
3. 开关管
Isw_peak = 1.1Iin
Vsw = Vo
Isw_peak—开关管峰值电流
Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间）
4. 电容
Icin_rms = dIL/120.5
Ico_rms = [Io2D+(Iin-Io)2(1-D)]0.5
电容选取：耐压、纹波电流、电容量Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值
技术资料，仅供参考。

Boost电源原理及工作过程详解开关电源按拓扑结构分，有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等；常用的PWM控制Buck、Boost、Buck-Boost三种类型为主。

开关电源的主要部件包括：输入源、开关管、储能电感、控制电路、二极管、负载和输出电容。

如果功率不是特别大，IC厂家会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar工艺的电源管理IC中，极大简化了外部电路。

一、开关电源占空比D、电感值L、效率η公式推导Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构，本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型：参考电路模型默认电感的DCR（Direct Constant Resistance）为零。

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。

第一部分：充电如果控制器把MOSFET控制导通。

电源对电感进行充电，如下图所示：在充电过程中，开关闭合(MOSFET导通)，开关(MOS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。

第二部分：放电当开关断开(MOSFET截止)时的等效电路如上图所示。

当开关断开(MOSFET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，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。

BOOST升压电路原理及计算一、基本原理分析Boost升压电路拓扑：两种工作状态：1.开关管闭合导通时，电源Vi对电感L充电储能，二极管D两端承受反向电压，电容C对负载RL放电。

2.开关管截止关断时，由于电感L的电流不能突变，电感L上的感应电势V L与输入电压Vi 串联通过二极管D对输出电容进行充电。

二、Boost升压电路参数计算已知参数输入电压Vi，输出电压V o, 输出电流Io, 输出功率Po，开关频率F S, 效率 ,计算电感1.占空比DD=Vo )Vi - Vo (，max D =1-VoVi min 2 2.确定电感量LI irms =η*min Po Vi …………………输入有效电流的计算 I imax =I irms *2………………..输入峰值电流的计算 ΔI =r* I imax =r *2I irms ……输入交流峰值电流的计算 r 为电流纹波率，取值0.2~0.4 I pk = I imax +2I ∆=(1+r/2) I imax 输入最大峰值电流的计算 Lmin =I Ton Vi ∆min*2=Fs I D Vi *max min*2∆3.基于AP 法则选择合适的磁芯磁芯基本参数Ae ………有效截面积 Aw ………窗口面积 Ap= Ae* AwLe ………磁路长度 Ve ………磁芯体积 Al 磁芯无气隙时的等效电感( nH/N2 )4.绕组匝数NN=AlL min 5.计算最大磁通密度B maxBmax= Bdc + Bac(1) 交流磁通密度Bac Bac=2B ∆ ΔB=Ae N Ton Vi *min*=Fs Ae N D Vi **max min* (2) 直流磁通密度Bdc Hdc=LeIi N max **4.0π, 查表得Bdc Bmax 应设计在Bs 的70%以下为安全工作区6.计算功率损耗P loss根据Bac 查表得P L （mw/cm 3）， Ploss=P L * Ve7.选择线径根据输入的有效电流I irms 选择线径，得到参数WireDia 和 WireAe Wire Aw =N* WireAe窗口利用率Percent A W =AwWireAw *100%, 一般要求小于60% 开关管的选型二极管的选型1.反向击穿电压VrVr=8.0*2.1Vo 2.允许通过的最大电流IdIoId=8.0输出电容的选型1.额定电压VVoV=8.02.容量CC=。

boost电路输入输出电压与占空比关系及推导过程Boost电路是一种常用的升压电路，可以将输入电压升高到更高的输出电压。

在Boost电路中，输入电压、输出电压和占空比之间有着密切的关系。

在Boost电路中，输入电压与输出电压、占空比之间的关系可以通过一定的推导过程来得到。

首先，Boost电路的基本原理是利用电感储能的原理，通过开关管的开关控制，将输入电压通过电感储能，然后将电感中的能量释放到输出电容上，从而实现电压升高的功能。

Boost电路的输出电压可以通过输入电压、占空比和电感值来计算得到。

输出电压的表达式为：Vout = Vin / (1 - D)其中，Vout为输出电压，Vin为输入电压，D为占空比。

从这个表达式可以看出，输出电压与输入电压、占空比之间存在着倒数的关系，即输出电压随着输入电压的增大而减小，随着占空比的增大而增大。

接下来，我们可以通过一定的推导过程来得到Boost电路输入电压与输出电压、占空比之间的关系。

首先，我们可以从Boost电路的工作原理入手，通过分析电压、电流的关系，建立Boost电路的数学模型。

然后，可以利用电感电压电流关系、电容电压电流关系，得到Boost电路的输出电压表达式。

最后，通过代入电压、电流的关系，可以得到Boost电路输入电压与输出电压、占空比之间的关系。

总的来说，Boost电路的输入电压与输出电压、占空比之间存在着密切的关系，通过一定的推导过程可以得到它们之间的数学表达式。

这种关系在Boost电路的设计和应用中具有重要的意义，可以帮助工程师们更好地设计和优化Boost电路，实现电压的升压功能。

Boost电路的电压关系与占空比的关系，是电路设计中的重要知识，对电路的性能和稳定性有着重要的影响，因此在电路设计和应用中需要认真对待。

电力电子课程设计一、 设计要求1.BOOST 电路,输入电压：80v 。

输出电压：91v —128v 。

占空比：13.6%—41.8%2.CUK 电路,输入电压：80v 。

输出电压：50v —105v 。

占空比：27%—58.9% 输出电阻R 为1k ，PWM 波周期为2.2e-5s ，根据设计要求，计算出一个实验线路图中的开关器件的电感，电容数值以及型号。

二、 设计方案和电路图BOOST 电路图Boost 基本工作原理:Boost 电路可称为升压斩波电路，假设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大。

当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 1,同时C 上的电压向负载R 供电，因为C 也很大，基本保持输出电压为恒值U 0.设V 通态时间为t on ,此阶段L 积蓄能量为 E I 1t on 。

当V 处于断态时E 和L 共同向C 充电，并向负载R 提供能量。

设V 处于断态时间为t off ,则这期间电感L 释放能量为（U 0-E ）I 1t off .一周期T 中，电感L 积蓄的能量和释放的能量相等，即 E I 1 t on =（U 0-E ）I 1t off化简得： U 0=T/ t off E 输出电压高于电源电压。

CUK 电路图Cuk基本工作原理:当可控开关V处于通态时，E-L1-V回路和R-L2-C-V回路分别流过电流。

当V处于断态时，E-L1-C-VD回路和R-L2-VD回路分别流过电流。

输出电压的极性与电源电压极性相反。

该电路的等效电路相当于开关S在A、B两点之间交替切换。

在该电路中，稳态是电容C的电流在一周期内的平均值应为零，也就是其对时间的积分为零。

其中：I2 ton= I1toff所以：I2/ I1= toff/ ton=(1-α)/ α可以得到输出电压与电源电压的关系为：U 0= ton/ toffE=α/(1-α) E三、参数计算Boost电路:D=20%L=(U d D)/(F△I)=28.16 mH C=(I0D)/(△U f)=1.3uFCuk电路:D=40%L1=L2=(U d D)/(△I f)=0.198HC1=(I(1-D))/(△U f)=0.132uF C2=(U d D)/(8L2△U f2)=0.00183uF四：仿真电路设计1.BOOST电路参数：L=0.02816H C=1.3E-6输出电压为100V2.CUK电路参数：L1=0.198; C1=1.32e-7; C2=1.833E-9输出电压为53V五：参数及对应的波形图参数：L=0.02816 C=1.3e-6输出电压为100V1．输入电流采样波形图2.脉冲采样波形、通过电力MOSFET电流采样波形、输出电压波形L=0.02816，C=1.3e-6D=20%输入电流采样波形图2.脉冲采样波形、通过电力MOSFET电流采样波形、通过二极管电流采样波形、输出电压波形L1=L2=0.198,C1=5.3e-7,C2=1.833e-9D=40%。

【转】 BOOST升压电路的电感、电容计算已知参数：输入电压：12V --- Vi输出电压：18V ---Vo输出电流：1A --- Io输出纹波：36mV --- Vpp工作频率：100KHz --- f************************************************************************1：占空比稳定工作时，每个开关周期，导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少，即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入，don=0.5722：电感量先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io)，参数带入，Lx=38.5uH,deltaI=Vi*don/(L*f)，参数带入，deltaI=1.1A当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加变化较明显，当电感的电感量大于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加几乎不再变小，由于增加电感量可以减小磁滞损耗，另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH，deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入，deltaI=0.72A，I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(1/2)*deltaI，参数带入，I1=1.2A,I2=1.92A3：输出电容：此例中输出电容选择位陶瓷电容，故 ESR可以忽略C=Io*don/(f*Vpp),参数带入，C=99.5uF，3个33uF/25V陶瓷电容并联4：磁环及线径：查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2)，参数带入，irms=1.6A按此电流有效值及工作频率选择线径其他参数：电感：L 占空比：don初始电流：I1 峰值电流：I2 线圈电流：Irms 输出电容：C 电流的变化：deltaI 整流管压降：Vd。

输出电容的选择和你的开关频率占空比还有纹波的要求有关,和电感量没有直接关系。

也就说没有所谓的搭配关系影响效率和MOS发热。

我感觉你的电感选小了，或者频率选低了。

电感选小了电感充电迅速完成,之后管子没有关断导致电感成了直流电阻负载，消耗电能并导致MOS发热.如果频率高的话可以缓解这种状况，但是增加电感量是根本。

再有Mos发热还跟你的开关时间有关系，就是说加在mos管G极的信号是不是很好的方波，因为mos从截至到饱和必须划过放大区，而放大区的结功耗要大的多。

所以要求换过放大区的时间越短越好，就要求信号的上升下降沿要足够陡峭。

而mos管本G极和与DS之间是由比较的结电容的.所以要求mos前面的电路要有一定的驱动能力.下面是从网上看到的一个计算用例。

你试一下。

已知参数:输入电压：12V ——— Vi输出电压：18V ———Vo输出电流：1A --- Io输出纹波:36mV —-- Vpp工作频率：100KHz -—— f*＊***＊＊**＊*＊＊*＊*＊＊*＊＊＊＊＊***＊********＊＊*＊＊***＊＊＊＊＊**＊＊＊＊*******＊＊＊****＊*＊1：占空比稳定工作时，每个开关周期，导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少，即Vi*don/(f＊L）=(Vo+Vd-Vi)＊（1-don)/（f*L），整理后有don=(Vo+Vd-Vi)/（Vo+Vd),参数带入,don=0.5722：电感量先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量其值为Vi*(1—don)/（f＊2＊Io)，参数带入,Lx=38。

5uH,deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入，deltaI=1.1A当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加变化较明显，当电感的电感量大于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加几乎不再变小，由于增加电感量可以减小磁滞损耗，另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH，deltaI=Vi*don/(L＊f）,参数带入，deltaI=0.72A,I1=Io/(1—don)—（1/2）＊deltaI,I2= Io/（1-don)+（1/2）＊deltaI，参数带入，I1=1。

boost电路传递函数推导Boost电路是一种常见的DC-DC升压电路，它能够将输入电压升高到更高的电压值。

在设计和分析Boost电路时，我们需要了解它的传递函数，以便更好地理解其性能和特点。

传递函数是一个电路的输出与输入之间的关系，通常用公式表示。

在Boost电路中，输入是输入电压Vin，输出是输出电压Vout。

传递函数通常用Vout/Vin来表示，即输出电压与输入电压的比值。

推导Boost电路的传递函数需要一些基本的电路分析技术，包括电路等效原理和KVL/KCL等。

通常，我们假设Boost电路的开关频率非常高，以便近似为连续电路。

在这种情况下，Boost电路的传递函数可以通过以下步骤推导出来：1. 建立Boost电路的等效电路模型，包括输入电阻、输出电阻和开关电源。

2. 假设电路处于稳态，即开关频率非常高，输出电压Vout稳定。

此时，我们可以使用KVL和KCL等电路分析技术，计算电路中各元件的电流和电压。

3. 根据电路等效原理，我们可以将Boost电路分解为两个串联的电路：输出电阻Rout和一个理想的电压增益器，其增益为1+D（D 为占空比）。

4. 根据步骤2中计算的电路参数，计算理想电压增益器的输出电压Vx。

5. 根据电路等效原理，将输出电阻Rout并联到理想电压增益器的输出端，得到最终输出电压Vout。

6. 根据Vout/Vin的定义，将Vout和Vin代入公式中，得到Boost 电路的传递函数。

通过推导Boost电路的传递函数，我们可以更好地了解Boost电路的性能和特点，例如输入电阻、输出电阻、占空比对输出电压的影响等。

这些知识对于Boost电路的设计和优化非常重要。

直流BUCK和BOOST斩波电路一、BUCK电路降压斩波电路(Buck Chopper)Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。

负载电压的平均值为：Uo=tontUi=on Ui=aUiton+toffT式中ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=ton/T)。

由此可知，输出到负载的电压平均值UO最大为Ui，若减小占空比α，则UO随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。

工作原理为:当在ton状态时，电源为这个电路供电，并对电感和电容充电，负载电压缓慢上升到电源电压。

当toff状态时，电源电压为断开状态，系统供电依靠电感和电容的储能供电。

所以是一个递减的电压。

所以系统的这个工作流程为，周期性的电源供电方式，而输出的负载的电源大小取决于周期中的占空比。

+U iC E+L1U D-C1+R Uo-U GEU DU OtonTU itoffttt V GD-(a)电路图(b)波形图（实验结果）图1降压斩波电路的原理图及波形二、BOOST电路开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。

电感Lf在输入侧，称为升压电感。

Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式升压斩波电路(Boost Chopper)UiI1ton=(UO-Ui) I1toffUo =ton+tofftoffUi=TUitoff上式中的T/toff≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。

工作原理当开关S在位置a时，如图2(a)所示电流iL流过电感线圈L，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L中。

此时，电容C放电，R上流过电流Io，R两端为输出电压V o，极性上正下负。

一、教案头本次课标题：BOOST升压电路授课班级光伏上课时间2课时上课地点理工南104教学目标能力（技能）目标知识目标掌握BOOST升压电路工作原理分析掌握BOOST电路分析BOOST升压原理能力训练任务及案例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。

【案例引导】测试电路如下图6.2所示，测量输入与输出关系。

驱动信号通道2：输入直流电压信号通道2：输出直流电压信号Ud20 VL130mHC11µFRL10kΩXFG1R21ΩD1Q1I Lu o+-(a)BOOST测试电路(b)输出波形图6.2 BOOST升压电路(multisim)调试电路，输出电压会随着函数信号发生器占空比的改变而改变。

占空比越大，输出电压越高，反之较小，但是输出电压高于输入电压。

接下来我们来分析下BOOST电路的工作原理【项目任务】构建BOOST升压电路，输入15V，输出50V。

【预习练习】1. 在光伏控制电路中，BOOST电路是用来提升直流电压。

2. BOOST升压电路中，输出电压、占空比及输出电压之间关系为：1doUUD=-。

【信息单】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6.3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6.3(b)。

+-T onT offT sTu oTR(a) 直流斩波原理图 (b)输出波形图6.3直流斩波原理示意图定义上述电路中脉冲的占空比：on ons on offT T D T T T ==+ (5-1)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。

BUCK BOOST电路原理分析电源网讯Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。

图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。

Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。

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

电感Lf在输入侧，称为升压电感。

Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。

Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。

Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q 也为PWM控制方式。

LDO的特点：① 非常低的输入输出电压差② 非常小的内部损耗③ 很小的温度漂移④ 很高的输出电压稳定度⑤ 很好的负载和线性调整率⑥ 很宽的工作温度范围⑦ 较宽的输入电压范围⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。

斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。

其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压Ui，极性相同。

（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压 U0大于输入电压Ui，极性相同。

（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。

boost电路输入输出电压与占空比关系及推导过程Boost电路是一种DC-DC升压转换器，它可以将低电压直流输入转换为高电压直流输出。

在Boost电路中，占空比(Duty Cycle)是一个重要的参数，它决定了输入输出电压之间的关系。

Boost电路的原理如下：当开关管开启时，电感储能，此时电感储存的能量增加，电感两端电压上升；当开关管关闭时，电感释放能量，此时电感两端电压下降。

通过周期性地开启和关闭开关管，电感两端电压可以得到平滑地增加。

通过控制开关管的占空比，我们可以调节电感两端电压的大小。

首先，我们来看Boost电路的关键方程，即输入电压与输出电压之间的电压关系：Vout = Vin * (1 + D)其中，Vout是输出电压，Vin是输入电压，D是占空比。

这个方程的推导过程如下：在Boost电路中，当开关管关闭时，电感两端的电压满足以下公式：Vl = Vin - Vout其中，Vl是电感两端的电压。

根据电感电压的关系：Vl = L * di/dt其中，L是电感的值，di/dt是电流的变化率。

假设开关管关闭的时间为T1，开关管开启的时间为T2，则占空比D可以表示为：D = T1 / (T1 + T2)在每个开关周期内，电流的变化是一致的，我们设di/dt = ΔI / Δt，其中ΔI是电流波形的峰值，Δt是波形的时间间隔。

根据电容电压的关系：Vout = ΔI * Δt / C将di/dt代入Vl的公式，可以得到：Vl = L * (ΔI / Δt)将Vl代入Vout的公式，可以得到：Vout = Vin - L * (ΔI / Δt)整理得到：ΔI / Δt = (Vin - Vout) / L代入Vout的公式，可以得到：Vout = Vin * (1 - ΔI / Δt * L / Vin)根据占空比的定义，可以得到：ΔI / Δt = D * Vin / L代入Vout的公式，可以得到：Vout = Vin * (1 - D * L / Vin)整理得到：Vout = Vin * (1 + D)从上述推导过程可以看出，Boost电路的输入输出电压之间的关系是线性的，即输出电压与输入电压正相关。

BUCK-BOOST电路⼯作原理图⽂分析BUCK-BOOST 电路⼯作原理图⽂分析【项⽬任务】测试电路如下图4.8⽰，调整函数发⽣器的占空⽐，测量输⼊与输出关系。

Q12,输出波形通道1,驱动波形(a) 测试电路 (b)函数发⽣器信号 (b)输出波形图4.8 BUCK-BOOST 电路(multisim)【信息单】⼀、直流斩波电路的基本原理Buck/Boost 变换器是输出电压可低于或⾼于输⼊电压的⼀种单管直流变换器，其电路如图4.8。

与Buck 和Boost 电路不同的是，电感L f 在中间，不在输出端也不在输⼊端，且输出电压极性与输⼊电压相反。

开关管也采⽤PWM 控制⽅式。

Buck/Boost 变换器也有电感电流连续和断续两种⼯作⽅式，此处以电感电流在连续状态下的⼯作模式。

图4.8是电感电流连续时的主要波形。

图4.10是Buck/Boost 变换器在不同⼯作模态下的等效电路图。

电感电流连续⼯作时，有两种⼯作模态，图4.11(a)的开关管Q 导通时的⼯作模态，图 (b)是开关管Q 关断、D 续流时的⼯作模态。

V o图4.9电路Vi LFi Qi DV图4.10感电流连续⼯作波形V oV o(a) Q 导通 (b) Q 关断，D 续流图5.11 Buck/Boost 不同开关模态下等效电路⼆、电感电流连续⼯作原理和基本关系电感电流连续⼯作时，Buck/Boost 变换器有开关管Q 导通和开关管Q 关断两种⼯作模态。

1.在开关模态1[0~t on ]：t=0时，Q 导通，电源电压V in 加载电感L f 上，电感电流线性增长，⼆极管D 戒指，负载电流由电容C f 提供：f L fin di L V dt=(2-1)oo LDV I R =(2-2)ofo dV C I dt= (2-3)t=t on 时，电感电流增加到最⼤值max L i ，Q 关断。

在Q 导通期间电感电流增加量f L i ?f inL y fV i D T L ?=(2-4)2.在开关模态2[t on ~ T]:t=t on 时，Q 关断，D 续流，电感L f 贮能转为负载功率并给电容C f 充电，fL i 在输出电压Vo 作⽤下下降：f L fo di L V dt=(2-5)f o o oL fo f LDdV dV V i C I C dt dt R =+=+ (2-6)t=T 时，fL i 见到最⼩值min L i ，在t on ~ T 期间fL i 减⼩量fL i ?为：(1)f o o L off y f fV Vi t D T L L ?==- (2-7)此后，Q ⼜导通，转⼊下⼀⼯作周期。

Boost电路参数设计Boost 电路的原理图如下图所示当MOSFET开通时，电源给电感L充电，电感储能，电容放电。

电感上的电流增加量（电感线圈未饱和时）为：其中：为占空比，为开关周期。

当MOSFET关断时，电感放电，电感的能量通过二极管传递到负载。

电感上的电流不断减小，忽略二极管的压降，则电流变化为：电感电流连续模式时，在稳态条件下，电感上的电流增加等于其电流减小，即，于是整理可得：因为0<<1，所以Boost电路是一个升压型电路。

电感电流非连续模式时，MOSFET开通状态下，电感电流的增值为：MOSFET关断状态下，电感电流的下降值为：电感电流上升值等于下降值，即，整理得：因为在此模式下电感电流是不连续的，所以每个周期电感电流都会下降至零。

输出电流等于电感电流的平均值，即由上式得，，由此可以看出，对于Boost电路，电感电流连续模式与电感电流非连续模式有很大的不同，非连续模式输出电压与输入电压，电感，负载电阻，占空比还有开关频率都有关系。

而连续模式输出电压的大小只取决于输入电压和占空比。

1．输出滤波电容的选择在开关电源中，输出电容的作用是存储能量，维持一个恒定的电压。

Boost电路的电容选择主要是控制输出的纹波在指标规定的范围内。

对于Boost电路，电容的阻抗和输出电流决定了输出电压纹波的大小。

电容的阻抗由三部分组成，即等效串联电感（ESL），等效串联电阻（ESR）和电容值（C）。

在电感电流连续模式中，电容的大小取决于输出电流、开关频率和期望的输出纹波。

在MOSFET开通时，输出滤波电容提供整个负载电流。

在Boost电路中，为了满足期望的输出纹波电压，电容值可以按下式选取其中：为最大的输出电流；为最大的占空比。

对电感电流非连续模式，电容为在实际设计中，由于电容的ESR，为了保证较小的纹波电压，必须要选择更大容值的电容。

在电感电流连续模式中，假设电容值足够大以至于可以忽略。

就要有足够小的ESR来限制输出的电压纹波。

buck 降压和Boost 升压电路原理介绍
本文主要讲了buck 降压和Boost 升压电路原理，电路图、占空比、电感量、输出电容以及工作原理、假设及参数计算，下面就随小编来看看吧。

一、boost 电路工作原理
boost 升压电路,开关直流升压电路（即所谓的boost 或者step-up 电路）原
理2007-09-29 13:28the boost converter,或者叫step-up converter，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。