怎样有效避免Boost电路输出电压出现峰值

使用模拟器进行计算模拟，可以帮助工程师在设计阶段有效避免成本、机械损失。在进行仿真测试时，boost电路输出电压出现峰值问题是比较常见的，通常与模型的自带参数、电路设计缺陷、电压输出不稳定等问题有关。下面我们将通过一个案例，为大家解读怎样才能够有效的在模拟测试阶段避免boost电路输出电压出现峰值问题。

案例情况

使用仿真模拟器进行boost线路模拟，在操作中的具体参数为：输入电压24-48V，输出电压380V，P_out为500W。

峰值情况如下图所示：

图为在仿真模拟器上所出现的峰值

专家分析

依据波形和具体的参数进行分析后，可以判定造成峰值的主要原因是由于模型自带的寄生参数导致的。

我们可以从数学角度定性分析一下。仿真的是固定Duty的Voltage Mode control Boost输出对阶跃输入的响应，从输入到输出的传函为：

图为从输入到输出的传函计算公式

其中，Q值计算的具体过程如下：

图为具体的Q值计算公式

我们知道，小信号分析的前提条件是在电路处于稳态DC工作点，假设在变量稳态时加上幅值非常小的AC扰动信号。于是该问题就变成了典型的二阶系统阶跃响应分析，影响到输出电压的那个峰值大小及形状的主要因素就是这个Q值。

而二阶系统的阶跃响应可估算为：

图为二阶系统的阶跃响应公式

所谓的二阶系统的阶跃响应也就是模型自带的寄生参数，包括电感、电容Esr，二极管、MOS导通电阻等。想要避免峰值的产生，可以加闭环控制，也可以选择加软启动，相位裕度弄到70度以上就不会有过冲了，能够有效的防止峰值产生。

总结

通过对该案例的分析我们可以看出，模型自带参数往往会在仿真测试阶段造成峰值。而在实际设计的过程中想要避免峰值出现，工程师可以在电路系统设计时自主设定相应的参数值，并围绕电感、电容、MOS电阻等方面进行多方面的排查筛选，避免峰值产生。