Boost 升压变换器
Boost(升压)DC-DC 功率级设计:按 TI SLVA372 方法计算占空比、电感、输入/峰值电流、输出电容纹波、开关管与二极管额定值,以及限制环路带宽的右半平面零点。
电路原理图
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
D = 1 − VIN·η / VOUT
IL = IOUT / (1 − D),ΔIL = r · IL
L = VIN(VOUT − VIN) / (ΔIL · fSW · VOUT)
ISW,max = IOUT/(1−D) + ΔIL/2
COUT ≥ IOUT·D / (fSW·ΔVOUT),ΔVESR = ESR·ISW,max
fRHP = VOUT(1−D)² / (2π·L·IOUT) = RL(1−D)²/(2πL)
原理与说明
Boost 变换器中开关管 Q1 导通时输入电压加在电感上储能,关断时电感电压反向与输入叠加,经二极管 D1 向输出电容充电,因此 VOUT = VIN/(1−D)(理想 CCM)。
设计要点(TI SLVA372)
- 占空比、峰值电流按最低输入电压、最大负载计算;电感饱和电流和芯片开关限流都要大于 ISW,max。
- 输出电容在开关导通期间单独向负载供电,纹波电流大(RMS ≈ IOUT√(D/(1−D))),且 ESR 纹波按峰值电流计算。
- 右半平面零点(RHP zero)随负载加重、电感增大、占空比增大而降低,是限制 Boost 环路带宽的主要因素。
- 即使开关停止,输入也会经 L1、D1 直通到输出(约 VIN − VF),这与 Buck 不同。
实时仿真为开环 PWM(占空比按二极管压降修正),可观察电感电流纹波和输出电压建立过程(启动时有明显 LC 过冲)。