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BOOST升压电源，作为一种开关电源，工作原理主要依赖于开关管开通和关断的时间比率来维持稳定的输出。这种电源以小型、轻量和高效率的特点，在各行各业电子设备中得到了广泛应用，是不可或缺的一种电源架构。

以下是对BOOST升压电源工作原理及特点的详细解析：

Boost升压电路主要由控制IC、功率电感和mosfet基本元件组成，为了解原理，以非同步boost为介绍对象，详细了解boost架构升压电源的工作原理，下图即为一个BOOST基本架构框图。

一、主要特点

1. 电压提升：BOOST升压电源能够从低电压源抽取能量，并将输出电压提升到远高于输入电压的水平，非常适合电池供电系统或需要高电压的应用场景。

2. 紧凑设计：由于采用了开关元件（如MOSFET）和电感器等小型化元件，BOOST升压电源的结构相对简单且紧凑，便于在小型设备和便携式应用中使用。

3. 高效率：通过脉冲宽度调制（PWM）等先进的控制技术，BOOST升压电源能够在负载变化时调整开关周期，保持较高的转换效率。特别是在轻载条件下，其能量利用率也相对较高。

4. 稳定输出：通过精确控制开关管的导通和关断时间比率，BOOST升压电源能够维持稳定的输出电压，满足各种电子设备对电源稳定性的要求。

5. 广泛应用：由于其独特的优点和广泛的应用领域（如便携式设备、太阳能系统、电动汽车等），BOOST升压电源已成为电子设备中不可或缺的一种电源架构。

二、应用领域

BOOST升压电源在多个领域得到了广泛应用，包括但不限于：

• 便携式设备：如手机、笔记本电脑等，通过BOOST升压电源将电池的低电压升高到所需的高电压。

• 太阳能系统：将太阳能电池板产生的低电压升高到适用于各种负载的高电压。

• 电动汽车：在电动汽车的电池管理系统中，BOOST升压电源用于将电池的电压升高到驱动电机所需的高电压。

和BUCK一样，L依然是储能元件，当开关闭合时，A点的电压为0，Vi直接给电感L充电，充电电流路径见下图，开关导通时间dt=占空比*开关周期=D*T。

当开关断开时，L中存储的能量会通过二极管，给负载放电；同时，Vi也会通过二极管给负载放电，二者叠加，实现升压，放电时间dt=(1-占空比)*开关周期=(1-D)*T。

在开关闭合和断开的两个时间内，电感充电和放电是一样的，有人称之为电感的幅秒特性。

在电路分析和设计中，特别是在开关电源（Boost升压电路）中，元件的选择和功能理解至关重要。您提到的储能电感（L）和肖特基二极管（D）是这类电路中不可或缺的元件，它们各自扮演着关键角色。

储能电感（L）

功能：电感是一种能够储存磁场能的元件，当电流流经电感时，它会产生一个与电流变化方向相反的感应电动势（EMF），这种特性使得电感能够平滑电流的变化并储存能量。在Boost升压电路中，电感在MOS开关管闭合时储存电能（转换为磁场能），在开关断开时释放这些能量（转换为电能），从而帮助提升输出电压。

三、工作原理

BOOST升压电源通过控制开关管的导通和关断，实现电能的储存和释放，从而达到升压的目的。具体来说，当开关管导通时，输入电压通过电感器进行充电，此时电感器储存能量；当开关管关断时，电感器中的能量通过续流二极管释放，向负载供电，并同时与输入电压叠加，从而实现输出电压高于输入电压的效果。这一过程中，开关管的导通和关断时间比率（即占空比）是关键因素，它决定了输出电压与输入电压的比例关系。

充电阶段：当MOS开关管闭合时，输入电源通过MOS管向电感充电，电流逐渐增加，电感储存磁场能。此时，肖特基二极管（D）反向偏置，阻止电流通过，输出电容（C）向负载供电。

放电阶段：当MOS开关管断开时，电感中的电流不能立即停止（由于电感的电流连续性原理），因此它会尝试维持电流方向不变，这导致电感两端的电压极性反转，使得肖特基二极管正向偏置并导通。此时，电感中储存的能量通过二极管释放到输出电容和负载，同时与输入电源电压叠加，实现升压效果。

肖特基二极管（D）

功能：肖特基二极管（也称为肖特基势垒二极管）是一种具有低正向压降、快速开关速度和较高反向击穿电压的半导体器件。在Boost升压电路中，它主要用于防止在电感放电阶段电流直接回流到输入电源，同时允许电感中的能量传递到输出端。

在MOS开关管闭合期间，肖特基二极管反向偏置，不导电，从而隔离了电感的充电过程与输出电路。

当MOS开关管断开时，电感试图维持电流，导致二极管正向偏置并导通，允许电感中储存的能量通过二极管流向输出电容和负载，实现能量的转移和电压的提升。

四、 实际工作效果：

总结：

基本组成

开关元件：通常是一个晶体管或MOSFET，用于周期性地连接和断开输入电压。

电感：在开关元件导通时储存能量，在开关元件断开时释放能量。

二极管：当开关元件断开时，允许电感器中的能量通过它流向输出电容和负载。

电容：平滑输出电压，提供连续的电流给负载。

控制电路：用于调节开关元件的开关频率和占空比，以控制输出电压。

工作原理

开关导通：当开关元件（如MOSFET）导通时，电流从输入电压源流过开关元件和电感器，电感器储存能量。

电感器充电：随着电流的增加，电感器的磁场增强，电感器两端的电压增加。

开关断开：当开关元件断开时，电感器中储存的能量迅速释放，电流通过二极管流向输出电容。

输出电压形成：由于电感器和二极管的作用，输出电压高于输入电压。输出电压等于输入电压加上电感器在开关导通期间储存的能量。

输出电压调节：控制电路根据输出电压的反馈信号调整开关元件的开关频率和占空比，以维持稳定的输出电压。

电路特点

升压能力：能够将低输入电压转换为高输出电压。

高效率：在轻负载条件下也能保持较高的效率。

可调输出电压：通过改变控制电路的参数，可以调节输出电压的大小。

适用于宽输入电压范围：可以适应不同的输入电压水平。

需要良好的控制策略：为了维持稳定的输出电压和高效率，需要精确的控制电路。