BOOST电路两种工作模式的比较

boost电路电感的计算方法Boost电路是一种常用的DC-DC升压变换器，用于将输入电压提升到较高的输出电压。

在Boost电路中，电感是一个关键元件，它在电路中起到储能和滤波的作用。

本文将介绍Boost电路中电感的计算方法。

在Boost电路中，电感的选择对电路的性能和效率有着重要影响。

为了正确选择电感，我们首先需要确定一些基本参数，如输入电压Vin、输出电压Vout、输出电流Iout和开关频率f。

这些参数将决定电感的工作条件和功率需求。

根据电路的工作原理，电感的工作状态可以分为两种：连续电流模式（Continuous Current Mode，CCM）和不连续电流模式（Discontinuous Current Mode，DCM）。

在CCM下，电感电流在整个开关周期内都不会降到零，而在DCM下，电感电流会在某个时刻降到零。

两种模式在电感的计算方法上有所不同。

我们来看连续电流模式下的电感计算方法。

在CCM下，电感的工作电流连续且稳定，可以通过以下公式计算：L = (Vout - Vin) * (1 - D) / (f * Iout)其中，L为电感的值，Vout为输出电压，Vin为输入电压，D为开关的占空比（即开关关闭时间占一个周期的比例），f为开关频率，Iout为输出电流。

这个公式可以帮助我们选择合适的电感值，以满足电路的需求。

接下来，我们来看不连续电流模式下的电感计算方法。

在DCM下，电感的工作电流会在某个时刻降到零，因此电感的值需要满足以下公式：L = (Vout - Vin) * (1 - D) * (1 - D) / (8 * f * Iout)同样，L为电感的值，Vout为输出电压，Vin为输入电压，D为开关的占空比，f为开关频率，Iout为输出电流。

这个公式可以帮助我们选择合适的电感值，以满足电路的需求。

除了基本参数外，还有一些其他因素需要考虑。

例如，电感的电流冲击能力、电感的饱和电流和温升等。

Boost功率电路的PFC计算PFC 电感计算通常Boost 功率电路的PFC 有三种⼯作模式：连续、临界连续和断续模式。

控制⽅式是输⼊电流跟踪输⼊电压。

连续模式有峰值电流控制，平均电流控制和滞环控制等。

连续模式的基本关系： 1. 确定输出电压U o输⼊电⽹电压⼀般都有⼀定的变化范围（U in ±Δ%），为了输⼊电流很好地跟踪输⼊电压，Boost 级的输出电压应当⾼于输⼊最⾼电压的峰值，但因为功率耐压由输出电压决定，输出电压⼀般是输⼊最⾼峰值电压的1.05~1.1倍。

例如，输⼊电压220V ，50Hz 交流电，变化范围是额定值的20%(Δ=20)，最⾼峰值电压是220×1.2×2=373.35V 。

输出电压可以选择390~410V 。

2. 决定最⼤输⼊电流电感应当在最⼤电流时避免饱和。

最⼤交流输⼊电流发⽣在输⼊电压最低，同时输出功率最⼤时ηmin max i o i U P I =(1)其中：o o o I U P =；)%100(min Δ?=in i U U －最低输⼊电压；η－Boost 级效率，通常在95%以上。

3. 决定⼯作频率由功率器件，效率和功率等级等因素决定。

例如输出功率1.5kW ，功率管为MOSFET ，开关频率70~100kHz 。

4. 决定最低输⼊电压峰值时最⼤占空度因为连续模式Boost 变换器输出U o 与输⼊U in 关系为)1/(D U U i o ?=，所以 oimimo p U U U D 2max ?=(2)从上式可见，如果U o 选取较低，在最⾼输⼊电压峰值时对应的占空度⾮常⼩，由于功率开关的开关时间限制（否则降低开关频率），可能输⼊电流不能跟踪输⼊电压，造成输⼊电流的THD 加⼤。

5. 求需要的电感量为保证电流连续，Boost 电感应当⼤于IfD U L p i Δ=maxmin 2 (3)其中：max 22i I k I =Δ,k =0.15~0.2。

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。

boost电路的基本拓扑电路Boost电路是一种常用的升压电路拓扑结构，它可以将输入电压升高到需要的输出电压。

本文将介绍Boost电路的基本工作原理、拓扑结构及其应用。

一、工作原理Boost电路的基本原理是通过开关管（如MOSFET）的控制，将输入电压按一定的频率和占空比进行切换，然后经过电感L和电容C 滤波，得到所需的升压输出电压。

Boost电路可以分为两个工作阶段：导通阶段和截止阶段。

在导通阶段，开关管导通，输入电压通过电感L和开关管，电感L 储存了电流能量，同时电容C也被充电。

在这个阶段，开关管的导通时间应尽量短，以减小开关管的功耗。

在截止阶段，开关管截止，此时电感L释放能量，输出电压源自电感L，电容C则起到滤波作用，将输出电压稳定在所需的值。

二、拓扑结构Boost电路有两种基本的拓扑结构：单端Boost电路和双端Boost 电路。

1. 单端Boost电路单端Boost电路的输入电压与输出电压共享同一个电感，开关管和二极管串联连接。

工作原理如下：当开关管导通时，输入电压通过开关管和电感L充电，同时电容C也被充电；当开关管截止时，输入电压的负极通过二极管，电感L释放储存的能量，输出电压源自电感L。

2. 双端Boost电路双端Boost电路拥有两个电感，开关管和二极管分别连接在两个电感的两端。

工作原理如下：当开关管导通时，输入电压通过开关管和电感L1充电，输出电压也通过电感L2实现；当开关管截止时，输出电压源自电感L1，电感L2释放储存的能量。

三、应用Boost电路广泛应用于各种需要升压的场合，下面列举几个常见的应用。

1. 直流-直流升压转换器Boost电路在直流-直流升压转换器中被广泛应用。

例如，在可充电电池管理中，当电池输出电压低于负载所需电压时，Boost电路可以将电池电压升高到负载所需的电压，以保证负载正常工作。

2. 太阳能光伏逆变器太阳能光伏逆变器将太阳能电池板的直流电压转换为交流电压供电。

boost变换器工作原理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V o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V o大于Vi。

可以证明，V o=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Ltep 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。

BUCK BOOST BUCK/BOOST电路的原理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。

boost电路原理Boost电路原理。

Boost电路是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换电路，它可以将输入电压转换为输出电压高于输入电压的电路。

在实际应用中，Boost电路被广泛应用于电源管理系统、电动汽车、太阳能电池系统等领域。

Boost电路的原理和工作方式对于工程师和电子爱好者来说都是非常重要的。

在本文中，我们将深入探讨Boost电路的原理和工作方式。

Boost电路的基本原理是利用电感和开关管来实现输入电压到输出电压的转换。

Boost电路由一个电感、一个开关管（通常是MOSFET）、一个二极管和一个电容组成。

当输入电压施加在电感上时，开关管会周期性地打开和关闭，从而使电感储存能量。

当开关管关闭时，电感中的能量会被释放，从而使输出电压升高。

通过控制开关管的开关频率和占空比，可以实现对输出电压的精确控制。

在Boost电路中，电感起着储能和平滑输出电压的作用。

当开关管关闭时，电感中的电流会继续流动，从而产生一个反向电动势，使得输出电压升高。

同时，二极管也起着重要的作用，它可以防止电感中的电流逆向流动，保证电路的正常工作。

Boost电路的工作方式可以分为两种情况，连续导通模式和间断导通模式。

在连续导通模式下，开关管的导通时间长于电感的充放电时间，电感电流在整个工作周期内都是连续的。

而在间断导通模式下，开关管的导通时间短于电感的充放电时间，电感电流在工作周期内会出现间断。

通过控制工作模式，可以实现对输出电压的更精确控制。

Boost电路的设计需要考虑很多因素，比如输入电压范围、输出电压要求、负载变化等。

在实际设计中，工程师需要考虑电路的稳定性、效率、成本等因素，从而选择合适的元器件和工作参数。

此外，Boost电路的控制方式也有多种选择，比如脉宽调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）等。

不同的控制方式会影响电路的稳定性和效率，因此需要根据具体应用来选择合适的控制方式。

总的来说，Boost电路是一种非常重要的DC-DC转换电路，它在现代电子设备中有着广泛的应用。

Boost电路学习笔记Boost电路基本框图：图1.1BOOST电路的基本工作方式：。

MOSFET Q导通时为电感采用恒频控制方式，占空比可调。

Q导通时间为TON充电过程，MOSFET Q关断时，为电感放电过程。

（1）MOSFETQ导通时，等效模型如图1.2。

输入电压Vdc流过电感L。

二极管D防止电容C对地放电。

由于输入是直流电，所以电感L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。

图1.2MOSFETQ关断时，等效模型如图1.3。

由于电感L的电流不能突变的特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢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L开始给电容C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。

图1.3Boost电路波形分析：图1.4a I 大于0，BOOST 电路工作于连续模式，a I 等于0，BOOST 电路工作于不连续模式。

BOOST 调整器最好工作于不连续模式。

MOSFETQ 导通时，V D 点接地，（假设MOSFET 导通，压降为0）电压为0V ，因为输入电压恒定Vdc ,所以电感两端承受的电压为Vdc Vdc =-)0(为一个恒定值，因此流经电感的电流线性上升，其斜率为=∆∆t /I L /Vdc ,L 为电感量，此时电感内部的电流变化如图1.4（e ）所示的上升斜坡，而MOSFET 内部的电流如图1.4（c ）所示。

MOSFETQ 关断时，由于电感电流不能突变的特性，电感两端的电压极性颠倒，看作一个电源，和输入电压Vdc极性一致，这样，电路相当于两个电源串联，流经二极管D，给电容C充电。

因为两个串联电源的总电压必然高于其中一个电源输入电压Vdc高，以此输出电压便会升高，且高于输入电压Vdc。

二极管的电流变化如图1.4（d），电感电流的变化如图1.4（e）Boost电路三种工作模式：Boost电路有三种工作模式：（取决有BOOST电路中电感的工作模式）（1）：连续工作模式（2）：临界工作模式（3）：不连续工作模式图（a）连续工作模式图（b）临界工作模式图（c）不连续工作模式电流从上一个周期的关断状态进入下一个周期的导通时，电图（a）电感IL感电流并未下降为0V，为连续工作模式;电流从上一个周期的关断状态进入下一个周期的导通时，电图（b）电感IL感电流恰好下降为0V，为临界工作模式;电流从上一个周期的关断状态进入下一个周期的导通之前，图（c）电感IL电感电流已经下降为0V，为不连续工作模式。

BOOST 电路两种工作模式的比较整理者：王伟旭一、BOOST 电路两种工作模式效率的比较设BOOST 电路工作于临界状态时算出此时的电感值，当选用电感大于这个值时电路工作于CCM ，当选用电感小于这个值时电路工作于DCM 。

实际应用中，多让BOOST 电路工作于CCM ，主要是因为其效率高于DCM 。

对于BOOST 电路电路来说，其电路主要的损耗在于开关管切换过程中，闭合时流过的电流产生的能量。

比较CCM 与DCM 的效率就是看哪种模式下开关管消耗的能量多少，这个能量的比较进一步来讲就是比较其流过的电流有效值的大小。

通过计算电路两种模式下的开关管电流有效值大小，进行比较来决定这两种模式的效率高低。

开关管在开关开启的过程中才有电流流过，其值等于电感电流，这个电流在开启到关断这一时刻达到最大值，两种模式下的开关管电流波形分别如图1所示。

图1 开关管电流波形图首先计算DCM 下流过开关管电流的有效值：∫=ONT ONrms DCM dt t T I T I 020)()(1(1.1) 对式1.1化简可得：0)(3I D I rms DCM =，其中T T D ON = (1.2) 然后计算CCM 下流过开关管电流的有效值：21222102221)(3)(1I I I I D dt I t T I I T I ON T ON rms CCM ++⋅=+−=∫ (1.3) 对于同样的外部参数的两种模式BOOST 电路(输入、输出电压，功率相同)，其输入与输出电流平均值是相等的。

通过这个关系我们可以得出I 0与I 1和I 2的关系，如式1.4所示。

210210)()(22I I I I I D I D U P I in avg in +=⎯→⎯+=== (1.4) 将式1.4关系带入式1.2可得：212221)(23I I I I D I rms DCM ++⋅= (1.5) 即可得到：)()(rms CCM rms DCM I I > (1.6)二、BOOST 电路两种模式电感感值的比较对于一个BOOST 电路，通过改变其电感的大小可以使其从DCM 过渡到CCM ，我们依据DCM 和CCM 两种模式下电感传递的能量是相等的这个概念来推证CCM 电感的感值大于DCM 电感的感值。