论文导读：电路在5~30uS时段之间的工作过程是升压型DC/DC（Boost）变换器的第一个工作周期，此后电路重复上述过程连续工作，从而输出电压由暂态的电压一直上升到稳态值。
关键词：DC-DC变换器PSpice仿真，输出电压
1 引言
将一种直流电压变换成另一种（固定或可调的）直流电压称为DC/DC变换。本文重点介绍的DC/DC变换器是一种采用升压式的直流斩波技术Boost变换器。采用这种技术的优点是可以获得输出稳定、响应快速、节能效果明显。这种变换器不仅能起到较好的调压控制，还可以抑制电网谐波电流。它由功率晶体管V1、储能电感L1、二极管V2及滤波电容C1组成，如图1所示。
图1 升压型DC/DC（Boost）变换器
当晶体管导通时，电源向电感储能，电感电流增加，感应电动势为左正右负，负载由电容C供电。论文参考网。当V1截止时，电感电流减少，感应电动势为左负右正，电感中能量释放，与输入电压顺极性一起经二极管向负载供电，并同时向电容充电，这样把直流低压变换成直流高压，其输出电压平均值将超过电源电压Ud。
2 升压型DC/DC（Boost）变换器数学模型
在电感电流连续的条件下，电路工作于两种状态：
（1）当晶体管导通、二极管截止（即 ）期间， 时刻，V1导通，电感中的电流按直线规律上升
 （1）
（2）当晶体管由导通变为截止（ ）期间，电感电流不能突变，产生感应电动势迫使二极管导通，此时
则
将 代入上式，则求得
 （2）
（2）式表明，升压型DC/DC（Boost）变换器是一个升压斩波器。当k从零趋近于1时， 从 变到任意大。同理可求得输入电流
 （3）
 （4）
 （5）
式中，f为开关转换频率。若忽略负载电流脉动，那么[0，t1]期间，电容上泻放的电荷量，反映了电容峰-峰电压脉动量，即
 （6）
由式（1）和（6）求得 ，并代入式（6）
 （7）
3 升压型DC/DC（Boost）变换器仿真研究
为了对升压型DC/DC（Boost）变换器进行仿真研究，设置仿真参数如下：Ud=15V，L1=150μH，直流电源内阻0.5Ω，V1采用IRF640增强型N型场效应管，激励信号为周期40kHz的矩形脉冲，V2采用DIN4148，C1采用220μF，仿真区间0~20mS，仿真步长0.1μS。
3.1 暂态分析
在仿真设置完成后，进行仿真，得到输出电压（V(C1:2)）、场效应管控制信号（V(Vs:+)）和流过电感电流（I(L1)）波形如图2所示。其中，
0~5uS：开关断，直流电源通过电感L1、二极管V2向负载供电，电路处于稳态。电压为14.048V，流过电感的电流是93.682mA。
5~16uS：开关在5~6uS闭合并保持闭合到16uS。由于电路开关状态发生突变，电流进入暂态，电感两端产生压降，电感电流开始增长，并储能，二极管V2断，电容向负载放电。
16~30uS：开关在16~17uS之间断开，并保持断开状态直到30uS，电路状态再次发生突变，电路仍处于暂态中。由于电感的电流的连续特性，线圈之中的磁场将改变线圈L1两端的极性，以保持IL不变，因此VL在这段时间出现负压，此电压是由线圈的磁场转化成的，它与电源电源V1串联，以高于V1的电压向电路后级供电，使电路产生升压作用，此时电感向后级释放能量，电感电流不断减小，电感电流通过二极管到达输出端后，一部分给输出提供能量，一部分给电容充电，从图3可以观察到，电容上的电压上升，电容开始储存能量。
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