本專題《Buck和Boost升降壓開關電源開環與閉環分析和設計》，會按照下面目錄內容一一和大家分享，工程師們喜歡的話，記得給我點贊、收藏、分享、轉發、留言！歡迎點擊“資料”，下載本文配套資料！
目錄：
- Boost升壓電路開環工作原理和過壓保護測試
- Buck降壓電路開環工作原理測試
- Buck+Boost降壓和升壓電路開環工作原理測試
- Buck+Boost開環聯合控制測試
- Buck+Boost降壓+升壓閉環控制測試
Boost升壓電路開環工作原理和過壓保護測試：PS——Boost analysis
1、Boost升壓電路開環工作原理分析
工作原理：Boost升壓電路由過壓保護+滯環、驅動+或門、反相器、Boost主電路和主、輔、驅動源聯合構成；過壓保護+滯環電路實現輸出電壓保護，當輸出電壓高于一定值時MOSFET驅動電壓為低、驅動關閉、輸出電壓下降，當輸出電壓低于一定值時MOSFET重新開始工作，保護電壓值通過分壓電阻設置和調節；MCU輸出的驅動信號U9RE6占空比Duty越大輸出電壓越小，輸出電壓V(O1O)=VCCI1/Duty，所以通過調節U9RE6占空比改變輸出電壓值。
Boost測試電路——開環保護
Duty——MCU控制信號占空比，0.4(反饋保護起作用)、0.6、0.8；
Freq——MCU控制信號頻率；
瞬態仿真設置：Duty=0.6
測試波形和數據如下圖所示：等效輸出電壓高于49.181V時驅動關閉、輸出電壓V(O1O)降低，等效輸出電壓低于48.715V時驅動開啟、輸出電壓V(O1O)恢復正常、約為40V=24/0.6，保護電壓滯環范圍約為466.591mV
測試波形與數據
Boost升壓電路輸出電壓調節與反饋保護
工作原理：Boost升壓電路輸出電壓V(O1O)=VCCI1/Duty，所以通過調節U9RE6占空比改變輸出電壓值；當輸出電壓大于保護設定值時保護電路起作用，將其輸出電壓值限制在保護電壓值。
Boost測試電路——反饋保護
測試波形與數據：占空比Duty分別為0.4、0.6、0.8時對輸出電壓調節和過壓保護電路進行測試，仿真設置和波形數據分別如下圖所示；當Duty=0.8時輸出電壓計算值V(O1O)=VCCI1/Duty=24/0.8=30V、與仿真值29.793V基本一致，當Duty=0.6時輸出電壓計算值V(O1O)=VCCI1/Duty=24/0.6=40V、與仿真值41.9V基本一致，當Duty=0.4時輸出電壓計算值V(O1O)=VCCI1/Duty=24/0.4=60V、輸出電壓仿真最大值51.6V/最小值46.48V誤差很大、而且輸出電壓波動很大——過壓保護起作用。
Duty占空比參數仿真設置
測試波形與數據
過壓保護測試波形：當占空比Duty=0.4時過壓保護電路開始工作、V(TP22)為高低脈沖波形、對輸出電壓V(O1C)進行限制；當占空比Duty=0.6、0.8時過壓保護電路不工作、V(TP22)為低電平、電路正常工作；具體測試波形如下圖所示。
V(TP22)保護信號波形
Duty=0.4時的保護信號V(TP22)和輸出電壓V(O1C)波形
Buck降壓電路開環工作原理測試：PS——Buck analysis
1、Buck降壓電路開環工作原理分析
工作原理：Buck降壓電路主要由驅動電路、主開關Q25、儲能電感L7o、輸出濾波電容EC3O組成；Q25為PMOS，采用浮動驅動，通過主控制器MCU（輸出信號U9RE7）、反相器U8BA、偏置電容C151、保護二極管D46、快速關斷Q6及其輔助電路構成；當U9RE7為低電平時TP2為高電平、TP1為高電平——Q25關斷，當U9RE7為高電平時TP2為低電平、TP1為低電平——Q25開通，通過MCU輸出的U9RE7信號控制主開關Q25的導通和關斷，從而實現輸出電壓幅值調節；U9RE7為高變低時TP1為低變高，此時Q6導通，從而將Q25的Cgs電容電壓與其它雜散電荷快速放掉，實現Q25的快速關斷；電路工作于連續模式時的輸出電壓V(O1O)=VCCI1×Duty。
Buck降壓電壓——開環
主、輔、驅動源
參數說明：
Duty——MCU控制信號的占空比，0.4、0.6、0.8；
Freq——MCU控制信號的頻率；
SW1——功能測試1電路狀態設置：1為功能正常、0為開路；
2、 瞬態測試——驅動信號、輸出電壓
對電路進行時域瞬態測試，仿真設置如下圖所示，此時Duty=0.8、Freq=20k、SW1=1，MCU輸出信號U9RE7實現MOSFET驅動信號V(Q25:s,Q25:g)控制，當驅動信號為高電平時儲能電感電流增加、當驅動信號為低電平時儲能電感電流降低；電路工作于連續模式時的輸出電壓V(O1O)=VCCI1×Duty，測試結果與計算值0.8×30=24V基本一致。
瞬態仿真設置：Duty=0.8、Freq=20k、SW1=1
驅動電壓波形
驅動電壓、電感電流、輸出電壓波形：輸出電壓最大值23.165V、最小值22.515V