电子设计教程9：Boost升压电路（MC34063）

左手的ㄟ右手 2023-07-03 14:26 36阅读 0赞

Boost本身是一个单词，有“促进、增加”的含义。在电子设计中，Boost是一种升压电路。  
  一节电池是1.5V，两节电池串联起来，就有3V。Boost升压变换器的原理，就是把储能元件电感，作为“间歇性电源”，与输入电源串联起来，实现升压。

### Boost升压变换器 ###

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  如上图，当开关管Q导通（闭合）的时候，输入电压对电感充电，电容放电维持输出电压，电流的回路是：输入电压Vin→电感L→开关管Q；  
  当开关管Q1断开的时候，输入电压Vin+电感L串联起来，一起为电容C充电，串联电压会大于输入电压，电流的回路是：输入电压Vin+电感L→二极管D→电容C→输出电压Vout。  
  可以看出，控制Q导通的时间，就可以控制输出电压。如果在一个周期内，Q1导通的时间为Ton，Q1关断的时间为Toff，我们忽略器件上的损耗，（根据电感的伏秒平衡可知）输出电压与输入电压的关系：  
![在这里插入图片描述][20200207112714801.png]  
  输出电压取决于电容中储存的电荷量，在电感为电容充电的期间，输出电压上升；其它时间，电容为负载提供电流，输出电压下降。所以，输出电压必然存在波动，不如线性稳压电源纹波小。  
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### 基于MC34063的Boost升压电路 ###

MC34063是一片集成的DC-DC电压转换器。它内置了振荡器、驱动器以及大电流的输出开关，可用做升压、降压，或者逆变开关稳压器。这个芯片已经比较古老了，性能也不算好，只是比较典型，所以拿来讲原理。  
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图 MC34063功能框图

它的1、2脚就是开关管的两端。可以看出MC34063内部的开关管是达林顿管，它与单个三极管原理类似，但拥有更大的放大倍数。  
  3脚外接电容，用于控制振荡器的频率。  
  4脚与6脚分别接GND与VCC，用于供电。  
  7脚与8脚用于保护，暂不关注。  
  5脚接比较器的反向输入端。芯片内部有1.25V的参考电源与比较器，通过外部负反馈电路，可以保持5脚的电压始终为1.25V作用。所以5脚常常外接采样电路，用于检测输出电压是否达到设定值。  
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图 Boost升压电路原理图

输出电压将影响第5脚“比较器反相输入”的电压。如果5脚的电压小于1.25V，芯片内部的比较器、振荡器、与门、RS触发器会经过一系列配合，使1脚与2脚断开，电感放电，输入电压+电感为电容充电，提高输出电压。如果5脚的电压大于1.25V，1脚与2脚闭合，为电感充电。电容为负载供电，输出电压逐渐下降。可见，为采样电路选择合适的分压电阻可以确定输出电压的值。  
![在这里插入图片描述][20200207112920393.png]

电路中其它器件的值均可查阅数据手册算出。为了进一步提升输出电源的质量，输出端还可以增加LC滤波电路。  
  下图是1脚波形（黄色）与输出电压波形（蓝色）对比。  
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