3 升降压变换器

这章呢我们主要给大家简单介绍一下 Boost 变换器，Boost 变换器呢 它的中文名称也就叫升压变换器 所以说它跟 Buck 变压器有一个相反的特性 就是说 Boost 变换器 它是能够把一个比较低的 一个输入电压生成一个比较高的输出电压 那么这个输出电压呢 就是给我们的后续电路使用 那么它同时呢它也是一个反激类型的一个拓扑 因为呢它的输入的功率 向输出功率传递的时候呢 我们的这个 Boost 变换器 它的开关管是处于关断的一个状态 所以说它是这个时候是一个反激类型一个拓扑 那么第三个呢就是说 我们的一个 Boost 变换器 它的 LC 滤波电路呢它是处于输入端 也就是说 Boost 变换器的输入端 它的纹波电流会比较小 同时呢纹波电压也会比较小 但是呢同样它在输出端 就会有一个 pulsed 的一个电流 也就是说在输出端会有一个 比较大的一个纹波电压出现 这个时候会需要我们有一个比较大的 一个输出电容来滤掉这个大的纹波电流 同时呢 Boost 变换器有个很重要的特点就是 它的输入跟输出之间呢会有一个导通的状态 也就是说因为我们从那个 Boost 变换器的 电路上结构可以看到输入它可以直接通过 输入电感以及续流二极管 来加到我们的输出端上去 所以说输出端，Boost 变换器的输出端 它一定会有个电压等于输入电压 即使我们的主管是一直没有开通的情况下 所以说在这种情况下 一旦我们的 Boost 变换器出现了 需要那种短路保护的一些状态的话 我们会需要额外再加一个管子来使这个输入跟 输出端能够做一个完全的一个阻断 那么在一些比较大的电流的一个应用的场合 我们还是继续建议用一个同步整流管 也就是用一个 MOS 管来替代我们 在 Boost 变换器里面常见的一个整流二极管 来降低它在一个大电流状态下的一个导通损耗 这样子可以使整个系统的 热以及效率都得到改善 那么在一些更大一些电流场合 比如说10A 上的一些电流场合 我们还是可以建议用多个 Boost 并联 同时呢让多个 Boost 之间 进行一个相位的交错 也就是可以是我们每路的单向的一个 Boost 分摊总的一个热以及电流的一个应力 同时呢使我们整个输出的 电压纹波也得到一个降低 那么这里是一个 Boost 变换器的 一个简单的一个电路图 这里呢是输入电流，那么会通过 当那个 Q1 在导通的时候输入的电流呢 它会通过 L1 跟 Q1 这里会形成一个绿色的回路 也就是说当 Q1导通的时候 输入的电压会通过直接对 L1 进行充电 那么会导致 L1 电流会呈一个直线上升 那么它的斜率是等于 Ldidt 等于 Vin 那么当 Q1 关断了之后呢 L1 的电流要继续保持流动 这个时候它就会迫使 D1 导通 这个时候呢就会形成这个红色的这个回路 也就是说 L1 的电流会通过 D1 流到输出 然后回来通过 D 回来，然后重新流到 L1 上 这个就是它的一个续流的回路 那么在续流这个周期的阶段呢加在 L1 上 这个电感一个电压就是会等于 输出电压减去输入电压 因为输出电压总是大于输入电压 所以我们可以看到 L1 这个电流 它在续流的时候电流一直是往下降的 所以呢根据我们在 L1 上的一个在开通以及 关断的这两个时间间隔之内的一个电压的值 我们可以根据它们的伏秒平衡原理 然后计算出我们输入跟输出电压的一个关系 所以说这里输出电压它就会等于 输入电压乘以1加上 Ton 除以 Toff 这里从这里状态可以看出 因为 Ton 跟 Toff 一定是一个正的值 所以输出电压一定会大于输入电压 这个图呢是我们这个 Boost 管子的 一个典型的一个电流图 也就是说当 Boost 管子它是导通的时候 输入的电压直接对这个电感进行充电 那么这个斜率就是 Ldi/dt 等于输入电压 那么就以这个斜率进行充电，那么同样呢流过 在它导通的时候流过我们这个主管的电流 就是等于我们的电感电流 所以说这导通时间的电流 它跟电感电流是一致的 那么当这个我们的主管关断了之后 也是不会再有电流流过我们的主管 那么这个时候我们的电感电流要继续续流 这个时候电感电流虽然说要继续续流的话 那么它会通过续流二极管然后流到输出 然后通过地回路回来重新流回我们的电感电流 这样子就会形成一个它的一个续流的一个回路 那么在电感电路上它的一个电流的平均值 在这个时候它是等于 我们的输入电流的一个平均值 而不是输出电流 输出电流的一个有效值的话 我们是根据这一段它的一个平均值来计算