从升压转换器获得更多升压

　　升压转换器从较低的输入电压提供较高的输出电压。获得最大的“提升”可能需要最大化操作占空比。

　　升压控制器对其最大连续占空比有限制，通常在较低的开关频率下最高。如果超过此最大占空比，则会发生脉冲跳跃，这通常是不可取的，应该避免。许多控制器的最大占空比在 80% 到 90% 范围内，如果它们以非常低的开关频率运行，则可能会增加几个百分点。低开关频率需要更大的元件和更大的电路板面积。但即使在低开关频率下工作时，您仍然可能无法获得足够的提升。所以，你可以做什么？

　　图 1显示了传统升压转换器功率级的简化示意图。它的主要优点是元件数量少、标准电感器和实现简单低侧升压控制器的能力。然而，这种基本升压的一个关键限制是，假设最大占空比为 90%，它只能提供 10 比 1 的最大升压比。如果您需要更多升压，您可以尝试使用带有电荷泵倍增器的反激式或升压转换器。添加到升压器的电荷泵适用于低输出电流，但需要额外的组件来实现。反激式也是一个合理的解决方案。但是还有一个更简单的解决方案，它具有更少的变压器引脚、更低的匝数比和更低的漏电感。

　　图 1传统的单电感升压转换器功率级。

　　图 2显示了一个自耦变压器升压转换器。它在同一个磁芯上使用两个串联绕组，其行为类似于没有隔离的变压器。与反激式相比，将初级与次级串联可降低所需的匝数比，同时还需要更少的引脚。

　　 图 2自耦变压器升压转换器提供比传统升压更高的输出电压。

　　公式 1 表示在给定 Vin、Vout 和 n2/n1 匝数比（忽略场效应晶体管 [FET] 和电流检测电阻压降）下，在连续导通模式 (CCM) 下运行的占空比：

　　您可以看到，对于较大的 n2/n1 匝数比，占空比会降低。这有利于提供更高的输出电压。等式 2 求解 Vout 的表达式：

　　您可以看到，如果 n2/n1 = 0，则表达式与传统升压转换器的表达式相同。因此，对于非零的 n2/n1 匝数比，Vout 增加了一个额外的量，等于 (n2/n1)*Vin*d/(1-d)，因此可以实现更高的输出电压。

　　图 3绘制了升压比 Vout/Vin 与几个 n2/n1 匝数比的占空比，其中包括用于比较传统升压的零。在 90% 占空比下，传统升压比为 10，而 n2/n1 = 1 时为 19，允许输出电压接近两倍。您可以使用标准耦合电感器轻松实现 1 比 1 的 n2/n1 比率，其中许多都是现成的。更大的匝数比可以提供显着更高的输出电压。

　　图 3抽头电感降低占空比并实现更高的输出电压。

　　您通常会根据设计规范了解升压比。最大实际占空比由所选控制器和所需开关频率决定。图 4向您展示了如何轻松确定所需的匝数比。例如，假设您需要从 10V 输入输出 250V，并希望将最大占空比限制为 80%。选择250 V/10 V = 25的升压比，按照蓝色曲线（d = 0.8）；所需的 n2/n1 为 5。

　　公式 3 显示了 FET 关闭时的电压应力，而公式 4 显示了整流器反向电压应力：

　　对于上述设计示例，FET 和整流器电压应力分别为 50 V 和 300 V。FET 电压应力远低于传统升压，后者的电压约为 250 V！由于会存在漏电感，因此n电阻电容缓冲器可能是必要的，以减少振铃。

　　图 4通过选择升压比和最大占空比来确定所需的匝数比。

　 升压转换器中实现自耦变压器有几个优点。它仅增加一个绕组就可以将输出电压提高到超过传统升压转换器的水平。它降低了工作占空比，实现了更高的开关频率、更小的组件尺寸和更低的 FET 电压。降低的占空比还可以提供更广泛的控制器选择，这些控制器以前在传统升压转换器中实施时无法以足够高的占空比运行。