Boost变换器详解：功率开关选择与分析

"这篇资料详细介绍了Boost电路的选择和工作原理，特别是关注功率开关的选择和转换器的损耗计算。此外，还深入分析了Boost变换器在连续导电模式（CCM）和不连续导电模式（DCM）下的稳态特性。" 在功率开关的选择上，设计者需要权衡性能、成本和体积等因素。开关系列的总损耗由开关损耗（包括栅极电荷损耗、Coss损耗、导通损耗和关断损耗）和传输损耗组成。其中，QGATE表示总栅极电荷，VGATE为栅极驱动电压，fs是开关频率，COSS是MOSFET的漏极电容，IL是电感的峰值电流，tON和tOFF分别为开关的导通时间和关断时间，而VOFF是在截止时开关两端的电压，通常等于输出电压VOUT。 Boost变换器是一种升压电路，其电路拓扑由一个晶体管、一个二极管、一个电感和一个滤波电容组成。在CCM（连续导电模式）下，晶体管导通时，输入电压Vs向电感L充电，而晶体管截止时，电感释放储存的能量给负载。稳态分析中，电压变比D=DVs/(Vo-Ts)决定了输出电压Vo与输入电压Vs的关系，其中D为占空比。电感电流纹波可以使用公式IiPP = DTs * L / Vs来计算。 当电感L小、电阻R大或开关频率fS低时，Boost变换器会进入DCM（不连续导电模式）。在DCM中，电压变比不仅与导通比D1有关，还与D2有关，D2由电路参数决定。通过推导可以得出D2与电路参数的具体关系，涉及电阻R、电感L和开关频率fS等。 对比CCM和DCM模式的稳态电压变比曲线，可以看出两者在不同工况下的表现差异。临界条件是当电感电流下降到零的时刻，即Ii=0，这标志着从CCM到DCM的转变。 理解Boost变换器的工作原理、功率开关的选择以及其在不同工作模式下的特性对于设计高效、可靠的电源转换系统至关重要。这涉及到对电感电压伏秒平衡原理的应用，以及对电路参数如占空比、电感电流纹波和稳态电压变比的精确计算。