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Boost电路分析及参数设计(1)

Boost电路分析及参数设计(1)

本文为部分内容为整理网上材料所得,如有侵权请联系我。


1、基本原理

Boost电路的基本拓扑如下:



开关导通电感电流和电感两端电压满足这样的关系:

开关关断电感电流和电感两端电压满足这样的关系:

设开关导通时间为Ton,关断时间为Toff,IL为整个工作周期电感的平均电流。

开关导通时电感积累的能量为 Pin=Uin*IL*Ton。

开关关断时电感释放的能量为Pout=(Uo-Uin)*IL*Toff。

由于Pin=Pout可得:

上式左边便是开关PWM占空比D。

需要注意的是这个结果是电感电流始终不为零推倒的,实际上在不加负载时电感上的电流不是连续的。

在上述分析中我们得到BOOST拓扑在电感电流连续的情况下输入输出电压与开关占空比的关系:

那么是不是我们给定了一个占空比,就能得到一个稳定的输出了吗,答案是不可能的,其一输入电压Vin在不断变化,其二负载的变化也会让电感电流进入不连续工作状态,因此我们需要反馈,当输出电压小于期望值时我们将开关占空比增加,同理,大于时减小占空比。

反馈的方式有两种,一种是最常用的硬件反馈,一种是软件反馈。我们先来讨论硬件反馈。

经典开关电源控制芯片UC3842是硬件反馈很常用的器件,以下是UC3842在BOOST电路中的应用:

软件反馈则是指单片机用AD采集BOOST电路输出电压然后与设定电压相比较来改变开关PWM占空比,继而调节输出。软件反馈相比于硬件反馈更显灵活,是后期常用的方式,硬件反馈是基础,软件反馈是升华。

前面介绍了BOOST电路基本组成和控制策略,下面将要介绍BOOST电路内部具体参数的设计,首先是电感的设计。
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