DC-DC升壓變換器的基本原理

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。