DC-DC------升壓型的工作原理

1.升壓型DC-DC的工作路徑

圖3-1紅色箭頭表示開關元件打開時的電流流向：正極--->電感(此時對電感進行充能)--->開關元件--->GND。

圖3-1：開關元件打開時電流流向

圖3-2綠色箭頭表示開關元件關閉時的電流流向：電感(此時電感進行放能)--->--->續流元件--->Cout--->負載--->GND。

圖3-2：開關元件關閉時電流流向

輸出電壓與基準電壓進行比較，檢查輸出電壓是否為設定電壓，低于設定電壓時，開關變為OFF，電感疊加VIN輸出供電，此時，電感會反向釋放電動勢能量。如果輸出電壓高于設定電壓，則開關ON，電感不再疊加釋放，VIN給電感充能。當電感在蓄積磁能，輸出電壓開始下降時，開關再度變為OFF。如圖3-3是連續過程中的電流波形：

圖3-3：關鍵波形

2.升壓型DC-DC的工作原理

工作流程

圖3-4：升壓型工作流程

S1打開，S2關閉時，電感紅色電流路徑消失，電感產生反向電動勢，疊加在此前的VIN上，形成比VIN更高的電壓，此時可以理解為兩個電池串聯我們前面講過，電感L 是一個儲能元件，當開關管導通的時候，輸入的電壓對電感充電，形成的回路是：輸入VIN→電感L→開關管Q;當開關管關斷時，輸入的能量和電感能量一起向輸出提供能量，形成的回路是：輸入VIN→電感L→二極管D(續流元件)→電容C→負載RL，因此這時候輸出的電壓肯定就比輸入的電壓高，從而實現升壓。

3. 關鍵工作波形

圖3-5：PWM產生

圖3-5所示升壓轉換器的控制回路是通過分壓電阻的采樣，然后經過誤差比較器和基準源比較，最后輸出PWM。需要注意的是這種電路在芯片不工作的時候，它的輸入到輸出就已自然經形成了回路，從輸入→電感→二極管→電容→負載，所以如果不是在同步的升壓拓撲結構里面，在輸入電路部分應該增加一個切換電路，否則在電池供電的時候，電池的電量就白白用完了。1：放大FB信號，使ADJ電壓和基準電壓相同，2：比較FB電壓和三角波，決定應該ON的時間。

圖3-6：關鍵器件波形

4.占空比和升壓的關系

升壓型的電壓、電流范圍有上限，根據負載電流，一般約3-5倍左右為上限。FET的ON時間越長，電感蓄積的磁能越多，產生的反向電動勢越高，越能升到更高電壓。圖3-7和圖3-8演示了占空比Duty的變化帶來的升壓量的變化，注意一個細節，升壓越高，Vout的波形更加陡峭，也就是毛刺更多更高，EMI也更多，需要額外注意。

圖3-7：20%占空比，SW關閉時間占20%

圖3-8：80%占空比，SW關閉時間占80%