开关电源设计一些重要知识点

1、什么叫boost电路？

the boost converter,或者叫step-up converter，是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。

基本电路图见图一。

假定那个开关（三极管或者mos管）已经断开了很长时间，所有的元件都处于理想状态，电容电压等于输入电压。

下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路

充电过程

在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如图二，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

如图，这是当开关断开（三极管截止）时的等效电路。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。

一些补充

1 AA电压低,反激升压电路制约功率和效率的瓶颈在开关管,整流管,及其他损耗(含电感上).

1.电感不能用磁体太小的(无法存应有的能量),线径太细的(脉冲电流大,会有线损大).

2 整流管大都用肖特基,大家一样,无特色,在输出3.3V时,整流损耗约百分之十.

3 开关管,关键在这儿了,放大量要足够进饱和,导通压降一定要小,是成功的关键.总共才一伏,管子上耗多了就没电出来了,因些管压降应选最大电流时不超过0.2--0.3V,单只做不到就多只并联.......

4 最大电流有多大呢?我们简单点就算1A吧,其实是不止的.由于效率低会超过1.5A,这是平均值,半周供电时为3A,实际电流波形为0至6A.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付.

5 现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子,所以咱建议用土电路就够对付洋电路了.

以上是书本上没有直说的知识,但与书本知识可对照印证.

开关管导通时，电源经由电感-开关管形成回路，电流在电感中转化为磁能贮存；开关管关断时，电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正，此电压叠加在电源正端，经由二极管-负载形成回路，完成升压功能。既然如此，提高转换效率就要从三个方面着手：1.尽可能降低开关管导通时回路的阻抗，使电能尽可能多的转化为磁能；2.尽可能降低负载回路的阻抗，使磁能尽可能多的转化为电能，同时回路的损耗最低；3.尽可能降低控制电路的消耗，因为对于转换来说，控制电路的消耗某种意义上是浪费掉的，不能转化为负载上的能量。

2、芯片UC3842各引脚的功能：

3、什么叫电压调整率、负载调整率？怎样计算，及效率的计算？答： 1电压调整率：SV:定义为负载不变，输入电压变化时维持输出电压不变的

能力，常用单位输出电压下输出电压变化量与额定输出电压的百分比。

2 电流调整率：（负载调整率）满载时输出电压-半载时输出电压与额定负载时输出电压的百分比。

3效率为输出功率与输入功率之比。可以根据电路各部分的功耗来计算。

4、什么是比较放大器？

答：就是运放构成的比较器，输入级输入要比较的电压，输出端输出高低电平作为比较结果。

5、电感的计算？

答：各参数定义：

I off：场效应管关闭时流经电感的电流

I on：场效应管导通时流经电感的电流

V in：经整流滤波后输出电压

V o：输出电压

V L：电感两端电压

T：开关周期

T on：一个周期内开关导通时间

T off：一个周期内开关关闭时间

D：占空因数

流经电感的电流表达式：i(t)=i(0)+∫V L/Ldt

MOSFET导通时流经电感的电流：i L=I off+∫V L/Ldt=I off+V L*t/L

MOSFET关闭时流经电感的电流：i L=I on-∫(V o-V in)/Ldt=I on-(V o-V in)*t/L，则：

I on=I off+V in*T on/L (1)

I off=I on-(V o-V in)*T off/L (2)

由(1)(2)两式可得：

V o=V in*T/(T-T on)= V in *1/(1-D) //即D=1-Vi/Vo;占空比对Vo的影响

上式即为开关电路的输出电压与输入电压的关系。

在导通期间电路消耗的能量为：

E on=∫P(t)dt=∫i(t)V in dt=∫(I off+V in*t/L)V in dt= P out*T，得:

I off=(P ont*T-V in2T on2/2L)/V in*T on

在开关电路的导通和关闭时期，电感的电流应是连续的，需满足：I off>=0则：L>=V in2T on2/2P out T=V in2D2/2P out f

当D=1/2时，Vo=2V in,上式右边取最大值，此时：L>=V o2/32P out f

题目要求：输入电压V in的范围是15V到21V,输出电压V o的范围是30V到36V。

由于经整流滤波后电压会有所提高，一般满足：

V inmin=15*1.2V=18V

V inmax=21*1.414-1.5=28V

V omin=30V

V omax=36V

于是：

D min=1-V in/V o=1-28/30=0.067

D max=1-V in/V o=1-18/38=0.5，可知占空比要达到50%。

若取f=100kHz,I omin=0.1A，则可计算出L min的取值可为0.1mH。