boost电路中二极管的作用与选择介绍
在Boost电路中,二极管扮演着至关重要的角色,其作用主要体现在以下几个方面:
在Boost电路中,二极管扮演着至关重要的角色,其作用主要体现在以下几个方面:
一、隔离功能
当开关管导通时,二极管可有效隔离电感的储能过程,防止其干扰输出端电容对负载的供电。具体来说,MOS开关管闭合时,电感能将电能转化为磁场能储存起来。而当MOS断开后,电感则将储存的磁场能转化为电能,经过二极管以及电容的滤波作用,形成平滑的直流电压供给负载。在此过程中,二极管的单向导通特性至关重要,它确保了电能的正确流向以及电压的稳定输出。
二、防止能量损失
倘若电路中缺少二极管,开关管导通时电容的放电路径会增多,从而引发不必要的能量损耗,降低电路效率。二极管的接入则能有效避免这种能量损失,进而提升电路的整体效率。
三、导流定向
二极管的单向导电性明确了电流的流动方向,确保电流只能沿单一方向流动。这对于电路的正常运行和能量的有效转换极为关键。在Boost电路里,该单向导电性可防止电流反向流动,减少了能量的浪费。
Boost拓扑原理图解析


Boost电路的拓扑原理图与Buck结构相似,其具有两种工作状态。当MOS管截止时,

电流经电感、二极管为负载供电,此时二极管近乎等同于导线。若此时电路切换至另一种状态,

即MOS管导通,因MOS管完全导通时电阻极小,通常仅为几十毫欧,Vmos电压也极低,通常零点几伏甚至更低。

电流经电感、二极管为负载供电,此时二极管近乎等同于导线。若此时电路切换至另一种状态,

即MOS管导通,因MOS管完全导通时电阻极小,通常仅为几十毫欧,Vmos电压也极低,通常零点几伏甚至更低。
假设电路中未配备二极管D4,由于输出电容C7的存在,其处于较高电压状态,此时电容会通过特定路径经MOS管向地放电,造成能量损失,降低Boost电路的效率。而若在电路中增设二极管D4,凭借其单向导电性,当MOS管导通时,二极管反向截止,输出电容C7便不会向地放电,电流经电感、MOS管回流至地,电感在此过程中储存磁场能量,为后续的升压操作做好准备。
综上所述,二极管在Boost电路中的存在,有效避免了输出电容放电通路的形成,从而减少了不必要的能量损耗。
Boost电路中二极管的选择要点
反向电压与正向导通压降 :所选二极管的反向电压应高于输出电压Vo,并预留一定余量,同时正向导通压降越小越理想。
正向电流参数 :二极管的平均正向电流If需高于负载最大电流Iload,正向峰值电流Ifsm要高于电感峰值电流Il_peak,并预留余量。
反向恢复时间 :二极管的反向恢复时间Trr应尽可能短,以满足电路快速切换的需求。
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