直流-直流（DC-DC）变换电路_BUCK&BOOST变换电路

1. 直流—直流变换器通过对电力电子器件的通断控制，将直流电压断续地加到负载上，通过改变占空比改变输出电压平均值。

BUCK线路原理图如上，其中Q管/MOS作为开关管，驱动电压一般为PWM。

　　当开关管驱动为高电平时，开关管导通，储能电感L被充磁，流经电感的电流线性增加，同时给电容C充电，给负载R提供能量。等效电路如图二

当开关管驱动为低电平时，开关管关断，储能电感L通过续流二极管放电，电感电流线性减少，输出电压靠输出滤波电容C放电以及减小的电感电流维持，等效电路如图三

BUCK电路有三种工作方式：CCM电感电流连续工作模式, DCM电感电流不连续工作模式.

参考https://wenku.baidu.com/view/8ef7da343a3567ec102de2bd960590c69fc3d874.html

http://m.elecfans.com/article/631318.html

2. Boost升压电路的英文名称为“theboostconverter”，或者叫“step-upconverter”，是一种开关直流升压电路，它能够将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直流—直流变换器（DC/DCConverter）。

基础原理图如上。

充电过程：

在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路图如上图所示，开关（三极管）处用导线代替。这时，输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。

放电过程

当开关断开（三极管截止）时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。

　　

　输出滤波电容的选择

　　在开关电源中，输出电容的作用是存储能量，维持一个恒定的电压。

　　Boost电路的电容选择主要是控制输出的纹波在指标规定的范围内。

　　对于Boost电路，电容的阻抗和输出电流决定了输出电压纹波的大小。

　　电容的阻抗由三部分组成，即等效串联电感（ESL），等效串联电阻（ESR）和电容值（C）。

　　在电感电流连续模式中，电容的大小取决于输出电流、开关频率和期望的输出纹波。

　　在MOSFET开通时，输出滤波电容提供整个负载电流。

　　电感

　　在开关电源中，电感的作用是存储能量。

　　电感的作用是维持一个恒定的电流，或者说，是限制电感中电流的变化。

　　在Boost电路中，选择合适电感量通常用来限制流过它的纹波电流。

　　电感的纹波电流正比于输入电压和MOSFET开通时间，反比于电感量。电感量的大小决定了连续模式和非连续模式的工作点。

　　除了电感的感量外，选择电感还应注意它最大直流或者峰值电流，和最大的工作频率。

　　电感电流超过了其额定电流或者工作频率超过了其最大工作频率，都会导致电感饱和及过热。

　　MOSFET

　　在小功率的DC/DC变化中，PowerMOSFET是最常用的功率开关。MOSFET的成本比较低，工作频率比较高。

　　设计中选取MOSFET主要考虑到它的导通损耗和开关损耗。

　　要求MOSFET要有足够低的导通电阻RDS（ON）和比较低的栅极电荷Qg。

参考：https://wenku.baidu.com/view/d6762151a31614791711cc7931b765ce05087ada.html

https://wenku.baidu.com/view/67fcccc8da38376baf1faea5.html?sxts=1554971484047