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关于升压变换电路的深度解析

电路领域的朋友们，大家好！在此分享关于升压变换电路的相关知识，希望大家能够从中获得启发与收获。

升压变换电路，其核心构成包括直流电压源、电感、开关管、二极管、滤波电容以及负载电阻。这一电路，其图示如“图1”中所示的拓扑结构，是实现非隔离直流电压升压的重要手段。

提及的“降压”变换电路，其结构与升压电路具有对偶性。降压电路由电压源、串联开关及电流源负载组成，而升压变换器则由电流源（电压源串联大电阻）、并联开关及电压源负载（并联电容）构成。通过精确控制开关管的占空比，可以实现对输出电压的精准调控。图2和图3分别描绘了开关管导通与截止时的电路状态。

对于升压变换电路，其工作状态主要依据电感电流的连续性分为三种模式：连续导通、不连续导通以及临界状态。为了更好地分析电路的稳态特性，我们对部分元件的理想化特性做出假设，如开关管与二极管的理想化导通与截止，电感与电容的理想化工作状态等。

当开关管T导通时，电感电流会线性增加，储存磁场能量；而当开关管T截止时，电感电流则会线性减小，以保证电感中的磁场能量得以持续。这两个过程中的电流变化量是相等的，从而确保了电路的稳定运行。

进一步地，当升压变换器处于电感电流临界状态时，电感电流与电源电流之间存在特定关系。而输入功率与输出功率在理想情况下是相等的。关于电感值的选取，实际使用中通常会选取略高于临界值的1.2至1.3倍。

在实验验证环节，我们提供了两个实验案例来检验电路设计的准确性。第一个实验以5V至15V的升压为例，详细列出了实验步骤和所需参数的计算过程；第二个实验则针对12V至36V的升压需求进行参数计算和仿真验证。这两个实验均涵盖了占空比确定、电感值计算、纹波电压下的电容值计算以及仿真模型的搭建与结果验证等环节。