BOOST升压电源原理，含仿真文件

原文来自专业书籍：《硬件设计指南 从器件认知到手机基带设计》

BOOST升压电源是利用开关管导通和关断的时间比率，维持稳定输出的一种开关拓扑电源，它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用在各行业电子设备，是不可缺少的一种电源架构。

BOOST升压电路主要由控制IC、功率电感和开关管等基本元件组成，为了解原理，本书以非同步BOOST为介绍对象（同步BOOST使用开关管来代替二极管），图2-9 即为BOOST基本拓扑框图。

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图2-9 BOOST电源拓扑

和BUCK电源类似，当开关S导通时，SW点通过导通的开关S接地，SW电压为0，Vi直接给电感L充电，此时电感两端电压是Vi，电流变化量是△Ion，充电电流路经见图中实线箭头，开关导通时间△ton=占空比*开关周期=D*T，根据公式2-1可列出公式2-12，整理后得到公式(2-13),F是开关频率，它是开关周期T的倒数。

当开关S断开时，L会通过二极管给负载放电；同时，Vi也会通过二极管给负载放电，放电时间△tof=(1-占空比)*开关周期=(1-D)*T，此时电感两端电压是Vo-Vi（注意：是Vo-Vi）、电流变化量是△Iof，可列出公式2-14和公式2-15。在开关导通和断开的两个时间内，电感充电和放电是一样的，△Iof=△Ion，有人称之为电感的伏秒特性。

3在开关导通和断开的两个时间内△Iof=△Ion，我们联立公式2-13与公式2-16可以得到BOOST电源的输出和输入关系,即公式2-17，整理后的到2-18，这就是BOOST的输入输出电压计算过程。从公式中可以看到,由于0

我们基于仿真软件Multisim对BOOST电源进行仿真，仿真原理图见图2-10 。开关频率是20kHz，占空比D是50%，Q1驱动信号是5Vpp的方波，偏置也是5V；电感选用680uH，输入电压Vi为10V，理论上输出电压应该是Vi/(1-D)=20V。从电压探针上我们可以看到，输出电压DC值是18.4V，接近理论计算的20V。

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图2-10 BOOST电源仿真原理图

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