BOOST升压电路

        boost升压电路是六种基本斩波电路之一，是一种开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。主要应用于直流电动机传动、单相功率因数校正（PFC）电路及其他交直流电源中。

BOOST升压电源是利用开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出的一种开关电源，它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用在各行业电子设备找那个，是不可缺少的一种电源架构。

1、什么是斩波电路?

斩波电路原来是指在电力运用中,出于某种需要,将正弦波的一部分"斩掉".(例如在电压为50V的时候,用电子元件使后面的50~0V部分截止,输出电压为0.)后来借用到DC-DC开关电源中,主要是在开关电源调压过程中,原来一条直线的电源,被线路"斩"成了一块一块的脉冲。

2、斩波电路分类

a、Buck电路:降压斩波器，其输出平均电压Uo小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同。

b、Boost电路:升压斩波器，其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同。

c、Buck-Boost电路:降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相反，电感传输。

d、Cuk电路:降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相反，电容传输。 作者：ANTIBili_MC https://www.bilibili.com/read/cv220951/ 出处：bilibili

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，我们以非同步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。

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。

整理得

仿真框图和输出波形如下，公众号后台回复：boost仿真文件，绿色是输出电压，红色是电感充放电波形。

 

开关管驱动电路设计
        Boost能量转换电路中的开关管采用IKW50N60T（IGBT管），由于处理器的IO口无法直接驱动IGBT的开关动作，因此必须设计相应的驱动电路。M57959L是为驱动IGBT而设计的厚膜集成电路，该模块采用高速光耦隔离输入，且与TTL电平兼容，可直接与处理器的IO口连接。

        驱动电路的控制信号由处理器产生，并从M57959L的13号脚输入，驱动芯片的8号脚能够输出故障信号，并通过光耦隔离芯片PC817将故障信号传递给处理器；IGBT的驱动信号由5号脚输出，连接IBGT的G极；其中R3是栅极的限流电阻，需要选取合适的阻值，取值太大影响开关频率，取值过小无法起到保护作用。二极管D2和D3是短路/过载检测二极管，而稳压管DZ1则用来补偿D2和D3的反向恢复时间；稳压管DZ2和DZ3用来对输出驱动信号的进行限幅处理，以保护IGBT的发射结。

信号检测电路设计
        信号检测电路负责对能量转换电路的运行状态进行监测，并将采集到的信息反馈至处理器以实现对系统的实时控制。需要采集的信号包括输入直流电压信号（最大150V）、输出直流电压信号（最大400V）和输入直流电流信号（最大10A）。        

（1）输入电压检测电路（VSM025A匝数比n=2.5）

        输入电压信号的检测电路，如图9所示。电压传感器选择VSM025A的霍尔传感器，转换比例n=2.5。首先通过功率电阻R4将待测大电压信号转换为小电流信号，传感器将该电流信号按照1:2.5比例进行输出。进入调理电路后先经过电阻R5将电流信号转换成电压信号，再经RC一阶滤波电路滤除高频干扰信号（R6和C16）。然后通过一级电压跟随器来实现阻抗匹配，最后再经过比例运算放大电路将电压信号调整到符合处理器输入要求的范围内，这里采用的LMV358运放可以将输出限制在0~3.3V。图12中的C17和C18是滤波电容。

        待测电压信号为Vdc1，调理输出信号为Vad1，传感器原副边的转换比例为n，因此调理输出信号与待测信号的关系为：