升压式（Boost）变换电路的拓扑结构如图3-1所示，分别由以占空比D₁工作的开关管Q、快速恢复二极管VD、电感L和电容C组成，Boost变换电路的作用是把输入直流平均电压U_IN转换成输出直流平均电压U_O，并且输出电压UO高于输入电压U_IN，因此称为Boost变换电路，又因为输入与输出之间没有隔离措施，所以也属于非隔离型变换电路^[2-3]。

图3-1 升压式（Boost）变换电路

Boost变换电路的工作过程如图3-2所示，D₁为开关管导通时间占空比，D₂为二极管导通时间占空比，T_S为开关周期。当开关管导通时，电路工作状态如图3-2a所示，流过电感L的电流I_L的大小处在线性增加的状态，电能以磁能的形式存储在电感L中。此时，电容C放电，负载R上流过的电流为I_O，其两端的输出电压为U_O，电压极性为上正下负。由于此时开关管导通，二极管VD的阳极接U_IN的负极，二极管承受反向电压，所以电容C不能通过开关管放电。

图3-2 Boost变换电路工作过程

a）开关管导通时等效电路b）开关管断开时等效电路

在经过时间D₁T_S后（D₁T_S为开关管导通时间），开关管断开，其电路工作状态如图3-2b所示。此时电感L为了保持其电感电流I_L不变，将改变其两端的电压极性，从而二极管VD将承受正向偏压而导通（二极管导通时间占空比用D₂表示）。由电感L的磁能所转化成的电压U_L会与电源U_IN相串联，从而以高于U_IN的电压向电容C和负载R供电。在高于U_O时，电容C会有充电电流；当等于U_O的时候，充电电流为零；当低于U_O时，电容C向负载R放电，从而维持U_O的不变。

Boost变换电路的电感电流和电感电压波形如图3-3所示，其工作状态根据电感上的电流可以分为两种模式：电感电流连续工作模式和电感电流不连续工作模式。

图3-3 Boost变换电路的电感电流和电感电压波形图

a）电感电流连续 b）电感电流不连续

如果开关管的关断时间与二极管的导通时间相等，即D₁+D₂=1，则电感电流工作在连续工作模式；当电感较小、负载较大或者是周期T_S较大时，将出现电感电流已经下降为零，但是新的周期却还没有开始的情况，此时开关管的关断时间大于二极管的导通时间，即D₁+D₂＜1，这便是电感电流不连续工作模式。

如图3-3所示，当开关管导通时，电感电流I_L将线性上升，其增量为(www.daowen.com)

当开关管关断后二极管导通时，电感电流I_L将线性下降，其增量为

在稳态时，这两个电流增量的绝对值应该相等，即|Δi_L1|=|Δi_L2|，所以有

整理可得输出电压U_O和输入电压U_IN的关系为

所以，当电感电流工作在连续工作模式时，D₁+D₂=1，此时有

当电感电流工作在不连续工作模式时，D₁+D₂＜1，此时有

由以上分析可知，无论Boost变换电路工作在电感电流连续工作模式或者是电感电流不连续工作模式，其输出电压都高于输入电压，所以我们称Boost变换电路为升压变换电路。