纯干货！Boost电路参数设计

纯干货戳进来！今天要讲的是Boost电路的参数设计，快跟小编学起来！

首先我们还是要看一下Boost电路的原理图：

Boost电路原理图

在MOSFET开通时，电源会给电感L充电，这时电感储能，电容放电。电感上的电流增加量(电感线圈未饱和时)为：

在这里D是占空比，T是开关周期。

如果MOSFET关断，这时电感放电，电感能量会通过二极管传递到负载。电感上的电流不断减小，忽略二极管的压降，则电流变化为：

当电感电流处于连续模式时，稳态条件下，电感上的电流增加等于其电流减小，即

因为0＜D＜1，所以Boost电路是一个升压型电路。

当电感电流处于非连续模式时，MOSFET在开通状态下，电感电流的增值为：

MOSFET关断状态下，电感电流的下降值为：

电感电流上升值等于下降值，即

整理得：

由于在此模式下电感电流是不连续的，因此每个周期电感电流都会下降至零。输出电流等于电感电流的平均值，即

由上式得，

从上面的分析可以看出，对于Boost电路而言，电感电流的连续模式与非连续模式有很大的不同。非连续模式输出电压与输入电压，电感，负载电阻，占空比还有开关频率都有关系。而连续模式输出电压的大小只取决于输入电压和占空比。

1. 输出滤波电容的选择

在开关电源中，输出电容的作用在于存储能量，以保持一个恒定的电压。Boost电路的电容选择主要是将输出的纹波控制在指标规定的范围内。对于Boost电路，电容的阻抗和输出电流决定了输出电压纹波的大小。电容的阻抗由三部分组成，即等效串联电感（ESL），等效串联电阻（ESR）和电容值（C）。

在连续模式中，电容大小取决于输出电流、开关频率和期望的输出纹波三个方面。在MOSFET开通时，输出滤波电容提供整个负载电流。在Boost电路中，为了满足期望的输出纹波电压，电容值可以按下式选取

其中：Imaxo为最大的输出电流;

Dmax为最大的占空比。

 对电感电流非连续模式，电容为

在实际设计过程当中，由于电容的ESR，想要保证较小的纹波电压，就必须要选择更大容值的电容。

在连续模式中，我们假设电容值足够大以至于可以忽略。就要有足够小的ESR来限制输出的电压纹波。

在电感电流非连续模式下：

纹波电流通过电容的ESR中时会产生功率损耗，这个损耗会使电容内部温度上升。过度的温升会大大缩短电容的使用寿命。在不同的环境温度下，电容都有额定的纹波电流。通过电容的电流不能超过其额定值。通过输出电容电流的有效值为

想要控制ESL可以通过选用低ESL的电容，限制引线线长度（PCB以及电容），以及采用多个小电容并联的方式来实现。

铝、有机半导体和固体钽电容是三种低阻抗电容，他们的优势各不相同。低阻抗铝电解电容成本低，在较小的封装下可以提供更大的容量。但其ESR比较大。有机半导体电解电容在工业电源中用的越来越普遍。它可以提供较小的ESR和比较大的容量。固体钽电容可以提供低的ESR和ESL以及比较大的容量。在开关电源中是比较理想的选择。

电感在开关电源中的作用在于存储能量。电感可以维持一个恒定电流，或者说，它可以限制电感中电流的变化。

在Boost电路中，通常选择合适电感量来限制流过的纹波电流。电感的纹波电流正比于输入电压和MOSFET开通时间，反比于电感量。电感量的大小决定了连续模式和非连续模式的工作点。

除了电感感量，选择电感时还应注意它最大直流或者峰值电流，和最大的工作频率。电感电流超过了其额定电流或者工作频率超过了其最大工作频率，都会导致电感饱和及过热。

磁器件厂商提供的很多电感都可用于DC/DC变换器。开关电源中最常用的磁心是铁氧体和电工铁。

由于电感绕线直流电阻的存在，电流通过时会产生电感铜损。同时，由于电感的交流电流会导致磁通交变，产生磁损。功率损耗会引起电感的温度上升，过度的温升会使导线的绝缘降低。

Boost电路中，电感的损耗可以由下式计算

其中：Rcu为绕线电阻；

Pcore为磁损，可以从有磁心厂家的数据手册中查到。

在小功率DC/DC的变化中，可以说Power MOSFET是最常用的功率开关。MOSFET的成本比较低，工作频率比较高。设计中选取MOSFET主要考虑到它的导通损耗和开关损耗。要求MOSFET要有足够低的导通电阻RDS（ON）和比较低的栅极电荷Qg。

MOSFET的耗散功率可以由下式计算，

选择续流二极管有几个重要的标准，即开通速度、击穿电压、额定电流、正向导通电压。开关电源中，通常选择低正向导通电压的肖特基二极管。

续流二极管的损耗计算：

以上就是我们今天所讲的Boost电路参数，希望对你会有所帮助。