升压斩波电路

    升压斩波电路又称Boost斩波电路，用于将直流电源电压变换为高于其值的直流输出电压，实现能量从低压侧电源向高压侧负载的传递。采用IGBT作为开关器件的电路拓扑结构如图3-14所示。

    图3-14 升压斩波电路

    分析升压斩波电路的工作原理时，应假设电路中的电感L很大，电容C也很大。当VT导通时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C上的电压向负载R供电，因C值很大，因此能基本保持输出电压uo为恒定值，记为Uo。VT 的导通时间为ton ，此阶段电感上积蓄的能量为EI1ton。当VT处于关断时间toff ，电感L释放的能量为(Uo-E)I1toff。当电路工作于稳态时，一个周期T内电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即

    则可以得到：

    上式中，T/toff≥1，输出电压高于电源电压，因此该电路称为升压斩波电路或升压变换器。

    式（3-9）中为升压比，调节其大小，就可以改变输出电压Uo的大小。将导通占空比记为α，升压比倒数记为β，即，则β与导通占空比α的关系为

    α β+ = 1 （3-10）

    因此式（3-9）可表示为

    升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：一是电感L储能之后具有使电压泵升的作用；二是电容C可将输出电压保持住。在上面的分析中，VT 处于导通时，因电容C的作用使输出电压Uo保持不变，但实际上C值不可能无穷大，在此阶段电容C向负载放电，Uo会有所下降，实际输出电压会略低于理论计算结果，不过在电容C值足够大时，产生的误差很小，基本可以忽略。

    如果忽略电路中的损耗，则电源提供的能量全部由负载消耗，即

    EI 1=Uo Io （3-12）

    该式表明，和降压斩波电路一样，升压斩波电路也可以看成是直流变压器。

    根据电路结构并结合式可以得到输出电流的平均值Io为

    由EI1=Uo Io即可得出电源电流I1为