BOOST升壓電源原理，含仿真文件

原文來自專業書籍：《硬件設計指南 從器件認知到手機基帶設計》

BOOST升壓電源是利用開關管導通和關斷的時間比率，維持穩定輸出的一種開關拓撲電源，它以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用在各行業電子設備，是不可缺少的一種電源架構。

BOOST升壓電路主要由控制IC、功率電感和開關管等基本元件組成，為了解原理，本書以非同步BOOST為介紹對象（同步BOOST使用開關管來代替二極管），圖2-9 即為BOOST基本拓撲框圖。

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圖2-9 BOOST電源拓撲

和BUCK電源類似，當開關S導通時，SW點通過導通的開關S接地，SW電壓為0，Vi直接給電感L充電，此時電感兩端電壓是Vi，電流變化量是△Ion，充電電流路經見圖中實線箭頭，開關導通時間△ton=占空比*開關周期=D*T，根據公式2-1可列出公式2-12，整理后得到公式(2-13),F是開關頻率，它是開關周期T的倒數。

當開關S斷開時，L會通過二極管給負載放電；同時，Vi也會通過二極管給負載放電，放電時間△tof=(1-占空比)*開關周期=(1-D)*T，此時電感兩端電壓是Vo-Vi（注意：是Vo-Vi）、電流變化量是△Iof，可列出公式2-14和公式2-15。在開關導通和斷開的兩個時間內，電感充電和放電是一樣的，△Iof=△Ion，有人稱之為電感的伏秒特性。

3在開關導通和斷開的兩個時間內△Iof=△Ion，我們聯立公式2-13與公式2-16可以得到BOOST電源的輸出和輸入關系,即公式2-17，整理后的到2-18，這就是BOOST的輸入輸出電壓計算過程。從公式中可以看到,由于0

我們基于仿真軟件Multisim對BOOST電源進行仿真，仿真原理圖見圖2-10 。開關頻率是20kHz，占空比D是50%，Q1驅動信號是5Vpp的方波，偏置也是5V；電感選用680uH，輸入電壓Vi為10V，理論上輸出電壓應該是Vi/(1-D)=20V。從電壓探針上我們可以看到，輸出電壓DC值是18.4V，接近理論計算的20V。

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圖2-10 BOOST電源仿真原理圖

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