首页理论教育升压斩波电路设计优化

升压斩波电路设计优化

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：升压斩波电路的电路原理图如图4.4 所示。分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设L 和C 值很大。升压斩波电路的工作波形如4.5 所示。如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R 消耗，即与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。例4.2在图4.4 所示的升压斩波电路中，已知E=50 V，L 值和C 值极大，R=20 Ω，采用脉宽调制控制方式。

升压斩波电路的电路原理图如图4.4 所示。分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设L 和C 值很大。当V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，电流恒定为I1，电容C 向负载R 供电，输出电压Uo 恒定。当V 处于断态时，电源E 和电感L 同时向电容C 充电，并向负载提供能量。升压斩波电路的工作波形如4.5 所示。

pagenumber_ebook=164,pagenumber_book=157

图4.4　升压斩波电路原理图

pagenumber_ebook=164,pagenumber_book=157

图4.5　升压斩波电路的工作波形

设V 通态的时间为ton，此阶段L 上积蓄的能量为EI1ton；设V 断态的时间为toff，则此期间电感L 释放能量为（Uo-E）I1toff；当电路工作在稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等，即

化简得

pagenumber_ebook=164,pagenumber_book=157

式中，T/toff≥1 时，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路，或称为Boost 变换器。

式（4.8）中T/toff表示升压比，调节其大小，即可改变输出电压Uo 的大小。升压比的倒数记作β，即β=toff/T，则β 和α 的关系为

因此，式（4.8）可表示为

pagenumber_ebook=164,pagenumber_book=157 (https://www.chuimin.cn)

升压斩波电路可以使电压升高的原因有两个：一是电感L 储能使电压泵升的作用；二是电容C 可将输出电压保持住。

如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R 消耗，即

与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。

输出电流的平均值Io 为

pagenumber_ebook=165,pagenumber_book=158

电源电流的平均值I1 为

pagenumber_ebook=165,pagenumber_book=158

升压斩波电路常用于将直流电源电压变换为高于电源电压的直流电压场合，实现能量从低压侧电源向高压侧负载的传递，如电池供电的升压设备、液晶背光电源、功率因数校正电路等。

例4.2　在图4.4 所示的升压斩波电路中，已知E=50 V，L 值和C 值极大，R=20 Ω，采用脉宽调制控制方式。当T=40 μs，ton=25 μs 时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

解　输出电压平均值为

pagenumber_ebook=165,pagenumber_book=158

输出电流平均值为

pagenumber_ebook=165,pagenumber_book=158