BOOST
工作原理
Boost电路是一种非常基础且重要的直流-直流升压变换电路。其核心功能是将输入的直流电压升高,输出一个更高的直流电压,且输出电压与输入电压极性相同。
在硬件结构上,BOOST 电路依然使用了熟悉的四大核心元件:电感(L)、开关管(Q,通常为 MOSFET)、二极管(D)和输出电容(C),只是它们的排列位置发生了改变。
开关管导通阶段 (Q1 ON):电感储能,电容供电
电流路径:当 Q1 的栅极接收到高电平脉冲时,MOS 管 Q1 导通。此时,输入电流从 Vin 出发,流经电感 L1,直接通过导通的 Q1 流向地(负极)。
电感状态:电感 L1 直接并联在输入电源 Vin 两端。L1 中电流线性增加,将电能转化为磁场能量储存起来。
二极管与负载状态:因为 Q1 导通,D1 阳极(左侧)的电位被拉低到接近 0V(地电位),而 D1 阴极(右侧)由于之前电容 C1 的充电,保持着较高的正电压。因此,二极管 D1 处于反向偏置状态,截止不导通。此时,右侧的负载 R1 完全由电容 C1 释放能量来维持工作电压。
开关管关断阶段 (Q1 OFF):叠加升压,向右释能
电流路径:当 Q1 的驱动脉冲变为低电平时,MOS 管 Q1 关断。Vin 经由 L1 到地的回路被瞬间切断。
电感状态(升压核心):电感 L1 中的电流无法突变。为了维持原有的电流方向,L1 的磁场急剧坍塌,在其两端感应出“左负右正”的电动势(极性反转)。
二极管与负载状态:此时,输入电压 Vin 与电感 L1 产生的感应电动势串联叠加。Q1 漏极(D1 阳极)的电位瞬间飙升至 Vin + VL1。这个高电压迫使二极管 D1 正向导通。
释能充电:强大的电流冲过 D1,不仅为负载 R1 供电,同时也为刚才处于放电状态的电容 C1 重新充电,补充能量。
