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Boost电路是一种开关直流升压电路，它能够使输出电压高于输入电压。在电子电路设计当中算是一种较为常见的电路设计方式。5 \0 D8 K8 w, y8 _3 ^
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本篇文章针对新手，将为大家介绍Boost升压电路的工作原理。; W$ d2 }9 B+ q2 P! b7 `
, P" V+ h1 X/ m8 K6 |' n$ ?8 Q& i首先我们需要知道：
" z! H7 p( W% {/ f电容阻碍电压变化，通高频，阻低频，通交流，阻直流;# I2 _- ]- a& H7 f; l& }; Y
电感阻碍电流变化，通低频，阻高频，通直流，阻交流;) q( e+ _2 q4 m, I
% a+ L T/ w( r1 s- ?' i6 e
假定开关(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。
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下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路：
( a6 {7 Z6 H2 O7 o充电过程
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在充电过程中，开关闭合(三极管导通)，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。& L3 _ T# S! e
3 U" N9 |, }9 n+ z% ^5 K
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。
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) M7 Y2 S) c+ T放电过程
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" y) e- k ]3 A* i4 r$ r这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。+ H7 L9 ^" I! G' p% k1 O
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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。+ f2 e7 ^5 }7 d* E8 }
# p' ?! y) y I/ c0 W0 c0 C9 n6 b/ l w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。9 Q2 c7 R& d1 ^5 m. C; {
j# F$ H/ Z2 c- j0 X' U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。
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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。, p/ `" i. D6 r& E! W$ \0 V1 w
3 Z) C/ g: l: F5 p0 c
boost电路升压过程 I, _$ Y* b4 K1 a: }
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下面是一些补充：+ H B5 G" e) \8 z* @
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(含电感上的)。8 S8 b/ s: v8 _5 X8 w+ ^) M- t
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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)。
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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。1 z( c3 e6 L) ^( {, q
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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。1 X" ]0 j8 l* {6 x* G! W
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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。! S) m6 c( L; r# Y+ L" ?0 a8 g4 X* \
; P- Q9 a" O+ m0 R6 Y& y9 u最大电流有多大呢？简单点就算1A吧，其实不止。- n9 H* a# o0 P1 c" D+ _
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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。
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) F h9 T& A) F- P% O+ {% m所以建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付。
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1 x5 w! N# d8 g% i: y现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子，所以建议用土电路就够对付洋电路了。
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这些补充内容是教科书本上没有的知识，但是能够与教科书本上的内容进行对照并印证。( t! C0 D+ t7 D1 [! C7 R% E0 g
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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；
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% W0 ~) Z; [( r) ^3 i S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。, L! A$ Y2 J* H4 L, Q# a
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既然如此，提高转换效率就要从三个方面着手：/ |4 _. r! c& [7 S
- 尽可能降低开关管导通时回路的阻抗，使电能尽可能多的转化为磁能；
- 尽可能降低负载回路的阻抗，使磁能尽可能多的转化为电能，同时回路的损耗最低；
- 尽可能降低控制电路的消耗，因为对于转换来说，控制电路的消耗某种意义上是浪费掉的，不能转化为负载上的能量。# H! c+ F0 G% z9 |5 l6 n& A
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发表于 2021-10-8 13:38
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