升压型DC/DC转换器的电流路径

升压型DC/DC转换器的电流路径

不仅局限于升压型DC/DC转换器，在很多产品的PCB布局设计中，了解其电路的电流路径和特性都是非常重要的。在进入具体的布局讲解之前，我们先来看一下升压型DC/DC转换器的电流路径。

开关晶体管Q₂ ON时的电流路径

下图是升压型DC/DC转换器的电路示意图，红线表示开关晶体管Q₂ ON时通过的主要电流。C_IBYPASS是高频去耦电容，通常使用小容量陶瓷电容器。C_IN是主要用来稳定的电容器，具有较大的电容量。在开关晶体管Q₂导通的瞬间迅速流动的大部分电流来自C_IBYPASS，其次来自C_IN。在输入电流不是很大时，C_IN可以与C_IBYPASS合并，作为1个电容器复用。缓和变化的电流来自输入电源。在此期间，电能存储至电感L。

开关晶体管Q₂ OFF时的电流路径

接下来请看开关晶体管Q₂关断时的电流状态（图中红线）。电感L的作用是即使开关晶体管Q₂ OFF时也可保持在此之前的电流值。电感L的左端固定为V_IN电压，并持续为V_OUT提供电流以增加电压，因此V_OUT的电压比V_IN要高（升压工作）。因此，开关晶体管Q₂的ON时间越长，积蓄在电感L中的电能越大，能够输出的功率越大。然而，如果开关晶体管Q₂的ON时间不必要地延长，则向输出端供给功率的时间会变少，效率会变差。因此，ON/OFF时间比（占空比）的最大值是设有限制的。在输出电流小的电路中，如果C_OUT使用具有良好频率特性的陶瓷电容器，则高频去耦电容C_BYPASS可以复用。

开关晶体管Q₂ ON时和OFF时的电流差分

最后来看开关晶体管Q₂ ON时和OFF时的电流差分（图中红线）。每当开关晶体管Q₂从OFF变为ON、从ON变为OFF时，红线所示路径的电流就会急剧变化。由于该系统的变化非常剧烈而出现含有很多谐波的波形。这种差分系统的布局是PCB布局的关键，需要格外注意。