Boost 输出电压 = Vin/(1-D),D 是占空比;电感电流连续(CCM)时输出纹波小、效率高,断续(DCM)时轻载自动进入、输出电压会升高;电感选型看纹波电流和饱和电流,二极管选快恢复或肖特基。
本文概述
Boost 是常用升压拓扑,面试常考:升压公式、CCM/DCM、电感选型。回答要讲清 DCM 时输出电压和公式不一样。
核心要点
Boost 输出 Vout = Vin/(1-D),D 越大输出越高
CCM 连续模式:电感电流不归零,输出纹波小,公式适用
DCM 断续模式:轻载时电感电流归零,输出电压比公式高
电感纹波电流 ΔIL = Vin×D/(L×f),一般取 20~40% Iout
二极管要快恢复或肖特基,反向耐压 > Vout

面试官考察点
Boost 进阶题。面试官看你是否理解 DCM。重点听:电感能量全部传给输出、电压泵升。
回答思路
讲 CCM 到 DCM 转变,DCM 时每个周期电感能量全部输出,轻载时输出电压升高。
参考回答
Boost 工作原理。
MOS 导通:电感储能,电流上升,二极管反偏,输出电容供电;
MOS 关断:电感释放能量,电流通过二极管给输出电容充电;
CCM:关断结束时电感电流还没到 0,下个周期继续;
DCM:关断结束时电感电流已经到 0,二极管截止,输出电容单独供电。
轻载为什么电压升高。
CCM 公式 Vout = Vin/(1-D) 假设电感电流连续。轻载时:
负载电流小,输出电容放电慢;
每个周期电感储能全部传给输出(DCM);
输出电压被泵升到高于公式值;
控制器如果是电压模式固定频率,会减小占空比,但 DCM 下增益变高,可能过冲。
解决方案。
| 方案 | 做法 |
|---|---|
| 脉冲跳跃模式 | 轻载时跳过某些周期,不发脉冲 |
| 打嗝模式 | 电压到上限停振,到下限重启 |
| 假负载 | 输出加最小负载电阻,保证 CCM |
| 选 DCM 优化控制器 | 专用 DCM 控制算法 |
电感选型。
ΔIL = Vin × D / (L × f)
L = Vin × D / (ΔIL × f)
ΔIL 一般取输出电流的 20~40%。饱和电流 Isat > 峰值电流(Iout + ΔIL/2)。
二极管选型。
反向耐压 > Vout(留 50% 余量);
正向电流 > Iout;
快恢复或肖特基(反向恢复时间短,减少损耗);
同步 Boost 用 MOS 替代二极管,效率更高。
注意。
Boost 输出不能短路(短路时电感直接接输入,电流无限大);
启动时输出电容充电电流大,要软启动;
占空比不能接近 1(二极管无法续流,输出上不去)。

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