DC-DC升壓變換器的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示:
電路由電感L,N型功率管MN,續(xù)流二極管D1,濾波電容C以及負(fù)載電阻R組成。在CCM模式下,電路的工作狀態(tài)分為兩種,即TON和TOFF階段。設(shè)一個周期為T,則有關(guān)系式如下,占空比D定義為TON與T的比值。
以下分析基于工作于穩(wěn)態(tài)的情況下。
在TON階段,GN處于高電平,則MN導(dǎo)通,此時二極管D1由于反偏而截止,此時的電路如下圖所示:
此時電感L兩端的電壓VL可以表示如下:
變換器處于儲能階段,且電感L上的電流在線性上升,上升斜率為VCC/L。
在TOFF階段,GN處于低電平,則MN截止,二極管D1導(dǎo)通,此時的電路如下圖所示:
此時電感L兩端的電壓VL可以表示如下:
由于電感電流不能突變,因此電感兩端電壓反向,電感由儲存能量變?yōu)獒尫拍芰?,輸出由電感和VCC共同提供能量。電感電流線性下降,下降斜率為(VOUT-VCC)/L。
電流變化量可以由變化斜率在時間上的積分所得,由于斜率為常數(shù),則變化量等于斜率乘上對應(yīng)的時間。而在一個穩(wěn)態(tài)周期內(nèi),電感電流的上升量等于下降量,則可以列出下式:
可以推導(dǎo)出升壓變換器輸入與輸出之間的關(guān)系,由于D屬于0~1,因此電路實現(xiàn)了升壓功能。
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