看完这个就理解升压斩波（Boost）和降压式变换器（BUCK）电路了

1、什么是斩波电路?

斩波电路原来是指在电力运用中,出于某种需要,将正弦波的一部分"斩掉".(例如在电压为50V的时候,用电子元件使后面的50~0V部分截止,输出电压为0.)后来借用到DC-DC开关电源中,主要是在开关电源调压过程中,原来一条直线的电源,被线路"斩"成了一块一块的脉冲。

2、斩波电路分类

a、Buck电路:降压斩波器，其输出平均电压Uo小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同。

b、Boost电路:升压斩波器，其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同。

c、Buck-Boost电路:降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相反，电感传输。

d、Cuk电路:降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相反，电容传输。

本文主要讲解升压斩波(Boost)电路的原理。

3、升压斩波(Boost)电路

升压电路如下图所示，假设电感L值和电容C值都很大，下面分析其工作原理。

a、V通时，E向L充电，充电电流恒为Ii，同时C向负载供电，因为C值很大，所以输出电压恒为Uo，设V通的时间为Ton，此阶段L上积蓄的能量位为EIiTon。

b、V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电，设V断的时间位Toff，则此阶段电感L释放的能量为(Uo - E)IiToff。

c、如果达到稳态，一个周期T中，在L中积蓄的能量和释放的能量应该相等，则

EIiTon = (Uo - E)IiToff

Uo - E = ETon / Toff

Uo = E(1 + Ton / Toff)

Uo = E(Ton + Toff)/ Toff = E(T / Toff)

d、因为(T / Toff)大于等于1，所以此电路的输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波(Boost)电路。

e、(T / Toff)称为升压比，调节其大小可以改变Uo大小。

　　首先让我们从BUCK变换器的概念开始讲起，Buck变换器也称降压式变换器，是一种输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器。

　　图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM（Pulse width modulaTION脉宽调制）信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。

　　开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不答应在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输进侧，称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

　　Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输进电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输进电压相反。Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。

　　Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式。

　　LDO的特点：

　　① 非常低的输进输出电压差② 非常小的内部损耗③ 很小的温度漂移④ 很高的输出电压稳定度⑤ 很好的负载和线性调整率⑥ 很宽的工作温度范围⑦ 较宽的输进电压范围⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton（通用），二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类：

　　（1）Buck电路——降压斩波器，其输出均匀电压 U0小于输进电压Ui，极性相同。

　　（2）Boost电路——升压斩波器，其输出均匀电压 U0大于输进电压Ui，极性相同。

　　（3）Buck-Boost电路——降压或升压斩波器，其 输出均匀电压U0大于或小于输进电压Ui，极性相反，电感传输。

　　（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出均匀电 压U0大于或小于输进电压Ui，极性相反，电容传输。

　　DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。其中BUCK型DC-DC只能降压，降压公式：Vo=Vi*DBOOST型DC-DC只能升压，升压公式：Vo= Vi/（1-D）BUCK-BOOST型DC-DC，即可升压也可降压，公式：Vo=（-Vi）* D/（1-D）D为充电占空比，既MOSFET导通时间。0

　　开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。

　　因开关电源工作效率高，一般可达到80%以上，故在其输出电流的选择上，应正确丈量或计算用电设备的最大吸收电流，以使被选用的开关电源具有高的性能价格比，通常输出计算公式为： Is=KIf 式中：Is—开关电源的额定输出电流; If—用电设备的最大吸收电流; K—裕量系数，一般取1。5～1。8;电容式开关电源它们能使输进电压升高或降低，也可以用于产生负电压。其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输进电压以一定因数（0。5，2或3）倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。

　　这种特别的调制过程可以保证高达80%的效率，而且只需外接陶瓷电容。由于电路是开关工作的，电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI（电磁干扰）首先贮存能量，然后以受控方式开释能量，以获得所需的输出电压。

　　这两种电路看似简单，但是实际分析起来还是能够分析出很多细枝末节的知识。只有熟练掌握了这些基础知识，才能更加熟练、快速的完成电路设计。可见，在学习的过程当中，切忌急功近利，稳扎稳打才是最稳妥也是最能收获知识的学习方式。

　boost升压电路又叫step-up converter，是一种常见的开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。

　　boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成；

　　boost升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极电压低，此时二极管反偏截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。闭合开关会引起通过电感的电流增加。打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。因储存来自电感的电流，多个开关周期以后输出电容的电压升高，结果输出电压高于输入电压。

　　基本电路图见图一：

　　假定那个开关（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。

　　下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路

　　放电过程

　　如图，这是当开关断开（三极管截止）时的等效电路。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。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。

　　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。

　　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。

　　一些补充1 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）。

　　1.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）。

　　2. 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。

　　3 。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。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。。。

　　4 最大电流有多大呢？我们简单点就算1A吧，其实是不止的。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.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付。

　　5 现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子，所以咱建议用土电路就够对付洋电路了。

　　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；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。

　　boost升压电路图

　　假定那个开关（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。

　　分析升压斩波电路工作原理时，首先假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当可控开关V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C上的电压向负载供电。因为C值很大，基本能保持输出电压uo为恒值，记为Uo。设V处于通态的时间为ton，当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载提供能量。设V处于关断的时间为toff，则在此期间电感L释放的能量为（Uo-E）I1toff。当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等。