一种高效同步一种高效同步boost电路电路
boost升压电路在电子电路设计中有着广泛的应用。文章提出一种新型同步boost电路,其结构简单,性能突出。
用Cadence软件进行模拟仿真,系统频率为100 kHz,3.3 V输入,5 V/2.5 A输出,效率达到95%。
石易立
(南通航运职业技术学院 机电系,江苏 南通 226010)
摘要摘要:boost升压电路在电子电路设计中有着广泛的应用。文章提出一种新型同步
关键词关键词:boost电路;
0引言引言
boost电路在电子电路设计中有着广泛的应用,特别是各种电源电路和太阳能控制电路中,例如MPPT太阳能控制器最大
功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)、移动电源领域等。
1boost电路原理电路原理
boost电路基本原理如图1所示。
图1中,当MOS管Q导通时,电源给电感L充电;当MOS管Q截止时,电感L电流通过电容C和二极管D给电容充电。如此往复,
电容电压达到一稳定值。MOS管Q的导通截止由方波信号PWM控制。设PWM信号的占空比为D,则输出电压Vout=Vin·11-
D,因为D<1,所以该电路能实现升压的功能。PWM信号由专用电路产生,它的频率决定了电感L的大小。一般希望电感越
小越好,所以在实际电路设计中希望得到较高的PWM信号频率。同时为得到较高的电压精度,电容C也希望设置得越小越
好。通常流经二极管D的电流就是电感电流,在大功率场合,这个电流会比较大,从而二极管上的功耗会很大,使得整个
boost电路的效率大大降低。为改变这一状态,顾亦磊等人提出了同步boost电路的概念[1],将二极管用另一个MOS管取
代,整体功耗得到了很大的改善。
2同步电路同步电路boost电路原理电路原理
同步boost电路基本原理如图2所示。
与图1相比,图2中用MOS管Q2取代了二极管D。当Q1导通时Q2截止,Q1截止时Q2导通,Q2取代了二极管的功能。由于
Q1、Q2导通时都可以让其处于饱和导通[2],这样Q2管上的功耗将大大降低,提高了整体效率。这样一种同步导通截止的
电路就称为同步boost电路。其详细驱动电路如图3所示。图3中AC为PWM信号源产生高电平为5 V、低电平为0 V的方波信
号。Vcc为电源电压5 V。Q4、R3、R4组成简单反向器[3]。当AC为高电平时,Q4饱和导通,集电极输出低电平,Q3导
通。当AC为低电平时,Q4截止,集电极输出高电平,Q3截止。从而使当AC为高电平时,Q5截止,Q2截止,Q3导通,Q1导
通,电感充电;当AC为低电平时,Q5导通,Q2导通,Q3截止,Q1截止,电感放电,电容充电。实现了boost电路的基本功
能。
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