Boost升壓電路原理講解：

在電感兩端接一個直流電源，由于電感電流滿足：

因此，電感電流就會正比例增加。我們如果將負載串聯電感，根據電感電流不會發生突變的特點電感電流將會流過負載，這樣就可以通過控制電感電流來間接控制輸出電壓的大小，從而起到電力變換的效果。其中主電路圖如下：

Boost直流變換器的作用是將寬輸入、低輸入的電壓升壓到一個穩定的高壓。它的主電路拓撲，其中，Q_5是功率開關管，在這使用MOSFET，D是功率二極管，使用的是超快恢復二極管；C_b為輸出濾波電容；L_f是濾波電感；R_l是功率負載。

** 開關管Q_5在一個開關周期的導通與關斷，使Boost電路有2種工作模式分析過程如下：**

工作模態一： 開關管Q_5開通，二極管D反向截止，輸入電壓U_in給輸入電感L_f充電，電感兩端承受的電壓為U_in大于零，流經電感的電流線性增加。輸出電壓由濾波電容C_b獨自承擔，電壓下降。

**工作模態二：**開關管Q_5關斷、二極管D導通，此時電感的電壓是〖(U〗_in-U_o)小于零，電感電流線性減小。此時輸入電壓U_in和電感L_f共同向負載電阻提供能量，且向濾波電容C_b提供能量，電容電壓增加。

Boost直流變換器工作模式通常為連續工作模式和斷續工作模式，為了減小電感電流的電流尖峰，以及數字控制采樣的局限性，通常使直流變換器Boost電路工作在連續模式下。

電路的參數計算：

Boost主電路的技術指標：直流輸入電壓U_in為100V，輸出電壓U_o為200V，輸出功率P_o為500W，開關頻率f_s為20kHz。主電路設計參數主要為濾波電感的設計，輸出電容的確定。

濾波電感L計算：

通常情況下，濾波電感的選擇須確保在最小的負載情況下，電感電流仍工作在臨界模式。在電感電流連續的狀態下，可推導Boost的輸出電壓U_o和輸入電壓U_in的式子：

假設Boost變換器的效率為90%，負載在10%的額定載下工作于臨界模式，則根據功率平衡得：

ILf為臨界模式下的電感電流的平均值。

定義電感電流的紋波系數為：

式中ΔILf為電感電流紋波得峰值。

在臨界模式下電感電流紋波系數，因此由上式可得：

根據電感電壓和電流的關系，可得電感電流紋波峰值為：

故：

計算得：

濾波電容計算方法：

由于前級Boost的輸出濾波電容恰好是兩級式逆變器的母線電容。母線電容的大小和后級輸出功率，母線電壓，二次紋波電壓的大小有關。具體關系如下：

本文設計輸出功率為500W，二次紋波角頻率為314，母線電壓為200V，在本文確定二次紋波電壓為2%的母線電壓，由式（2-11）可計算出直流母線電容為：

實驗結果：

輸出電壓波形如上圖所示，我們可以清晰得看出輸出電壓是可以達到200V的升壓效果的。由于我們直接采用的方波信號作為開關管的觸發信號，因此才會出現較大的超調量。

上圖是電感電流的波形。電感電流也是符合理論值的5A額定值，上下的紋波較小且未出現斷續的狀態。

**總結：**本文介紹了Boost電路的仿真電路的開環設計，通過仿真我們可以發現仿真結果出現較大的超調量，這個可以通過閉環控制來進行調節。