如何增强boost升压电路负载能力？

实际案例

在本案例中，Boost电路设计为最基础的结构类型，即由一个储能电感、一个肖特基二极管、一个大电容、一个MOS开关管组成，使用SG3525做PWM驱动器，直接一路驱动+闭环电压反馈。开通后由12V输入升压到55V、1.5A，一带载电压就降到22V左右，升不上去。电压升到24V后能够带一个40W的负载，但是电压相应的会下降2V左右。电路空载时输出电压良好，为55V，电压调整率稳定，输出电压比较稳定的，但带不了负载。

案例分析

依据本案例的描述，那么这个boost电路所需要的是一个占空比能超过50%的控制芯片。如果是采用的一路输出带的MOS管，最大占空比50%左右。即使理想情况下，50%的最大占空比带载后最大输出电压也不过24V，所以输出22V，再正常不过了。

除此之外，另一个可行的办法就是需要用两只MOSFET分别用3525的两个输出端驱动，两只MOSFET漏极并联。采用这个办法可以得到正常运转所需要的电压，不过3525没有限制最大占空比，对于Boost电路有可能出现占空比始终为为最大的错误状态。这时候两只MOSFET轮流导通，没有关断的时刻也无法输出能量，因此需要手动开启软启动功能，在软启动的状态下，这个电路是可以正常工作的。

小结：当所设计的boost电路出现负载能力削弱或无负载的情况时，可以从占空比和芯片两个方向入手进行排查。除此之外，工程师还可以通过查询手册的方式进行功能筛选排查，不同的机型拥有不同的特性，有事通过功能设置就可以解决负载功能弱的问题，无需再进行电路系统设计改动。

怎样有效避免Boost电路输出电压出现峰值

使用模拟器进行计算模拟，可以帮助工程师在设计阶段有效避免成本、机械损失。在进行仿真测试时，boost电路输出电压出现峰值问题是比较常见的，通常与模型的自带参数、电路设计缺陷、电压输出不稳定等问题有关。下面我们将通过一个案例，为大家解读怎样才能够有效的在模拟测试阶段避免boost电路输出电压出现峰值问题。

案例情况

使用仿真模拟器进行boost线路模拟，在操作中的具体参数为：输入电压24-48V，输出电压380V，P_out为500W。

峰值情况如下图所示：

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专家分析

依据波形和具体的参数进行分析后，可以判定造成峰值的主要原因是由于模型自带的寄生参数导致的。

我们可以从数学角度定性分析一下。仿真的是固定Duty的Voltage Mode control Boost输出对阶跃输入的响应，从输入到输出的传函为：


其中，Q值计算的具体过程如下：



我们知道，小信号分析的前提条件是在电路处于稳态DC工作点，假设在变量稳态时加上幅值非常小的AC扰动信号。于是该问题就变成了典型的二阶系统阶跃响应分析，影响到输出电压的那个峰值大小及形状的主要因素就是这个Q值。

而二阶系统的阶跃响应可估算为：


所谓的二阶系统的阶跃响应也就是模型自带的寄生参数，包括电感、电容Esr，二极管、MOS导通电阻等。想要避免峰值的产生，可以加闭环控制，也可以选择加软启动，相位裕度弄到70度以上就不会有过冲了，能够有效的防止峰值产生。

小结：通过对该案例的分析我们可以看出，模型自带参数往往会在仿真测试阶段造成峰值。而在实际设计的过程中想要避免峰值出现，工程师可以在电路系统设计时自主设定相应的参数值，并围绕电感、电容、MOS电阻等方面进行多方面的排查筛选，避免峰值产生。

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