boost电路中二极管的作用、选择-KIA MOS管
boost电路中二极管的作用
隔离作用:在开关管导通时,二极管能够隔离电感的储能过程,避免影响输出端电容供电给负载。这是因为当MOS开关管闭合时,电感能够将电能转换成磁场能并加以储存。而当MOS断开之后,电感又将储存的磁场能转化成电能,通过二极管和电容的滤波,得到平滑的直流电压提供给负载。在这个过程中,二极管的单向导通性发挥了关键作用,确保了电能的正确流向和电压的稳定输出。
避免能量损失:如果没有二极管,当开关管导通时,电容的放电路径会增加,导致能量的不必要损失,降低电路效率。二极管的加入有效地阻止了这种能量损失,提高了电路的效率。
规定电流方向:二极管的单向导电性规定了电流的方向,确保电流只能从一个方向流过,这在电路中是非常重要的,因为它保证了电路的正常工作和能量的有效转换。在Boost电路中,这种单向导电性避免了电流的反向流动,从而减少了能量的无谓消耗。
BOOST拓扑原理图
和BUCK结构相似,BOOST电路也有两种工作状态,当MOS管截止时,电路的状态如下图所示。
电流经过电感,二极管给负载进行供电,二极管此时可以看做导线一样。 但是如果这个时候电路切换到下面的状态。
此时MOS管导通,我们都知道当MOS管完全导通时,电阻很小,一般情况下为几十毫欧,所以Vmos电压也就零点几伏甚至比这还要低。
假设此时电路中没有二极管D4,由于输出电容C7的存在,此时电容C7处于一个较高的电压,这时电容会通过浅绿色方向经过MOS管向地进行放电,这样就会造成能量的损失,降低BOOST电路的效率。
如果在电路中添加二极管D4,由于二极管具有单向导电性,当MOS管导通时,二极管反向截止,输出电容C7就不会向地进行放电,此时电流经过电感,MOS管回到地,电感在这个过程中储存磁场,为升压做好准备。
所以在BOOST电路中二极管的存在避免了形成输出电容放电通路,而导致不必要的损耗。
boost电路中二极管的选择
1、二极管反向电压大于Vo,并留有一定的余量,正向导通压降越小越理想。
2、二极管平均正向电流If须大于负载最大电流Iload,正向峰值电流Ifsm需大于电感峰值电流Il_peak,并留有余量。
3、二极管反向恢复时间Trr越小越理想。
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