当前位置：首页 > news >正文

Boost电路项目实战：从原理到实战全解析（含电流环电压环）

news 2025/9/28 5:39:24

1. 分立开关电源_BOOST基本工作原理（电压环）

a. 工作原理

开关管导通时电感储能，关断时电感释放能量经二极管升压后给负载和电容供电，实现输出电压高于输入。

b. 缓启动

给运放接 RC 延时启动，避免一上电就比较，输出大电流

2. 分立开关电源_BOOST主回路元器件选型

a. 电阻

选型参数	确定依据
阻值	看电路图
封装	看额定功率和空间大小
额定功率	1.5~2 倍余量
温度	工业级基本够用
工作电流	1.5~2 倍余量
工作电压	1.5~2 倍余量
精度	常用 ±5%，有分压/放大需求选 ±1%，测试精度更高

b. 电感

感值

工作电流

平均电流（（输入电压*平均电流）*效率=（输出电压*输出电流））

纹波电流（平均电流*0.2~0.4）

最大电流（平均电流+纹波电流）

c. 电容

容值

ESR

耐压

d. 二极管

工作电流

耐压

开关速度

温度=25+P*（占空比）*热功率

e. 运放

运放参数	计算/确定方式
输入失调电压（Vos）	输入电压/1000（具体需以器件手册标称值为准）
输入偏置电流（Ib）	输入电流/1000（具体需以器件手册标称值为准）
压摆率（SR）	SR ≥ 2πfVpp（f=信号频率，Vpp=输出信号峰峰值）
增益带宽积（GBP）	GBP≥ 信号频率增益需求（5-10 倍余量）环路压带宽，根本用不到这么高频率😅
开关速度	下面写了
轨对轨特性	啊对对对
供电范围	差不多得了

f. 比较器

哈哈哈

g. MOS 管

工作电流

耐压

开关速度

温度=25+P（I*I*Rdson*2）*（占空比）*热功率

h. MOS 驱动

通用+特殊参数

工作速度

MOS 驱动（5~10 倍于 MOS 管）>MOS 管（5~10 倍于最小占空比）>肖特基二极管>比较器（5~10 倍于运放）>运放（5~10 倍快于开关频率 and 交叉频率，压带宽）

电流倒灌条件 “反向压差 + 未及时关断的路径”

i. 器件选取模型

分类	核心参数类型	典型参数示例	选型逻辑
通用参数	所有器件共需满足的基础条件	工作电压 / 电流、耐压值、额定功率、工作温度范围、封装尺寸、精度	先满足 “生存条件”：不超出器件极限值
特殊参数	依功能 / 场景而定的关键参数	半导体：开关速度（二极管 / MOS）、SR/GBP/VOS（运放）、导通电阻（MOS）传感器：精度、响应时间、信噪比	再匹配 “性能需求”：核心指标达标

3. 分立开关电源_BOOST控制环路改进及防护电路设计

懒得写

4. 分立开关电源BOOST_LAYOUT注意事项

看笔记本

5. 分立开关电源BOOST_环路补偿原理！！！

a. 为什么要环路补偿

减小震荡，维持系统稳定，确保输出电压在输入 / 负载变化时快速、无超调地回到设定值。

b. 震荡的成因

增益大于 0db 且相位延迟达到 180°

c. 震荡的本质

反馈速度（反馈太慢）跟不上主控速度（主控太快）

d. 解决震荡的方法

ⅰ. 1 降低主控速度

ⅱ. 2 提升反馈速度

e. 分析

ⅰ. 1 如何降低主控速度

负反馈网络接电容，随着频率的升高，高频信号通过负反馈网络减小输入，从而降低增益，从而抑制高频震荡，限制环路带宽，从而让系统对高频信号的响应能力下降，从而降低主控速度（控制系统对输入信号变化、负载扰动或参考值调整的响应快慢能力，由 “环路带宽” 和 “相位裕度” 共同决定）。

同时负反馈网络接电容会引入零极点。

ⅱ. 2 如何提升反馈速度

1. 分析什么导致延迟

1.LC 双极点

2.走线寄生电容与电阻组成的 RC 滤波网络

2. 解决延迟

1.补偿双零点

2.好好走线，减小寄生电容

f. 极点与零点与相位裕度的本质

ⅰ. 极点和零点的本质

零点与极点是一个概念，是是描述电路 / 系统 “响应快慢、稳定与否” 的核心指标。

ⅱ. 相位裕度的本质和定义

相位裕度是衡量系统 “离不稳定只差多少相位滞后” 的安全余量。

相位裕度的定义：开环增益降至0dB时，系统实际的相位滞后，与 “导致系统不稳定的 180° 相位滞后” 之间的差值，即 “稳定缓冲余量”。

ⅲ. 极点和零点影响

1. 低通滤波

低通滤波是极点的载体，会使电路滞后，增益随着频率升高而减小，表现在图像中就是增益曲线顺时针旋转 20 °，同时使相位裕度减小（滞后），

2. 高通滤波

高通滤波是零点的载体，会使电路提前，增益随着频率升高而放缓，表现在图像中就是增益曲线逆时针旋转 20 °，同时使相位裕度增加（提前），

ⅳ. 图解

g. 补偿双零点

ⅰ. 方法一

1.计算双极点频率

2.结束双零点频率

3.设置补偿网络取值

ⅱ. 方法二

套表格

📎开关电源环路计算辅助表格.xlsx

ⅲ. 注意事项

当取的穿越频率（1/5 右半平面零点频率）小于双极点频率时，双极点可忽略
双零点要分别分布在双极点两边

h. 结果

环路被补偿，震荡现象减小。

i. 补偿双极点

懒得写了

ⅰ. 极点一

大概就是电容存在 ESR 会降低高频段的增益的衰减

ⅱ. 极点二

还有一个是为了增加高频段的增益的衰减，狠狠的衰减高频段的信号

ⅲ. 极点三

也可以在穿越频率时补偿一个极点，控制相位裕度在 45°左右

6. 分立开关电源BOOST_如何解决右半平面零点

a. 什么是右半平面零点（RHP 零点）

电路动态过程中，因电感电流与电容电压的相互作用，在复平面右半区形成的特殊 “频率点”

不同于零点和极点，RHP 通常是增益和延迟同步上升的，对电路的危害更大。

b. 右半平面零点的成因

突然带大负载，电流突增时，电源的输出电压下降，电源的输出电压通过分压电阻分压后小于基准电压，使运放的输出电压升高，运放的输出电压与三角波比较，提高占空比，mos 管关断时间增加

然而开通和关断的总时间不变，电感续流时间增加，而放电时间减少，导致放电时间不足

导致电源的输出电压进一步下降，陷入恶性循环。

c. 如何解决右半平面零点

1. 方法一降低主控速度

负反馈网络接电容，压带宽到五分之一右半平面零点频率

2. 方法二工作在断续模式

看下面

7. 分立BOOST调试,如何让BOOST一直工作在断续模式

很简单，只要保证每个开关周期内，电感电流都能降到零。

比如说：

减电感：减小电感值，缩短能量释放时间

8. 分立BOOST_电流控制模式工作原理（电流环）

电流环有平均电流检测和峰值电流检测模式，这里主要讲平均电流检测。

维度	平均电流检测	峰值电流检测
检测量	平均值	峰值
电路	需滤波，较复杂	无滤波，简单
精度	高	较低（易受噪声影响）
稳定性	好（无次谐波振荡）	差（轻载/占空比＞50%易振荡）
响应	稍慢（滤波延迟）	快（无延迟）
应用	高精度场景（如LED驱动）	简单快响场景（如普通DC-DC）