在前面的文章中，我们使用图 1 中的 LTspice 原理图来探索基本升压 DC/DC
转换器的设计决策和操作细节。现在，我们将通过分析升压转换器输出组件的电气行为来继续检查升压转换器拓扑。
图 1.在 LTspice 中实现的升压转换器原理图。
输出电压和纹波
该电路目前配置为将 2.5 V 输入电压转换为 5 V 输出电压；正如我们在图 2 中看到的，实际输出电压为 4.94 V。如果我们想要微调输出电压，我们可以对占空比进行小幅调整，但实际上没有必要 — 现实生活中的实现将使用反馈以确保尽管负载电流和输入电压发生变化，V OUT仍然非常接近标称值。
在 LTspice 中绘制升压转换器的输出电压。 叠加的光标框将输出电压显示为数值。
图 2.图 1 中升压转换器的输出电压。
启动后，输出
电容器充电，输出电压逐渐增加至终值。图 3 显示了四个不同 C OUT值的启动行为。（在我的原理图中，C OUT由一个电容器 C1 表示；在物理电路中，C OUT通常由多个电容器组成。）
LTspice 图显示了四种不同输出电容值的升压转换器启动行为。
图 3.四种不同 C OUT值的升压转换器启动行为：5 μF（绿色迹线）、20 μF（蓝色迹线）、47 μF（红色迹线）和 100 μF（青色迹线）。
输出电容值影响启动后达到可接受的输出电压所需的时间。如果您的应用需要快速启动，您可能需要使用较小的电容器来 降低 C OUT 。
让我们回到原来的 47 μF C OUT，看看纹波（图 4）。
升压转换器输出纹波的 LTspice 图。
图 4. C OUT = 47F 时的输出纹波。
我们的模拟峰峰值纹波小于 1 mV，非常低。我们将在下一节中讨论原因。
不过，在此之前，我们首先为像这样的紧凑型低功耗电路提供了大量的输出电容。图 5 显示了当我们将 C OUT降低至 4.7 μF 时会发生什么。
两个不同输出电容值的升压转换器输出纹波的 LTspice 图。
图 5. C OUT = 4.7 μF（绿色迹线）和 C OUT = 47 μF（蓝色迹线）时的输出纹波。
正如您所看到的，纹波随着输出电容的减小而增加。
等效串联电阻
我们的模拟电路缺乏我们在实际升压转换器中所期望的非理想特性，因此上面的输出纹波低得不切实际。为了了解升压转换器在现实生活中的表现，我们需要考虑电容器等效串联电阻(ESR) 的作用，该电阻会产生独立于电容大小的纹波电压。
我们在上一篇文章中看到，小电感会导致更大的电感电流纹波。当这个大的 ΔIL 到达输出电容器时，它通过电容器的 ESR 会产生相应的大电压降。这些电压降会导致输出纹波。
图 6 显示了具有 0 ESR 的 47 μF 输出电容（绿色迹线）和具有 10 mΩ ESR 的 47 μF 输出电容（蓝色迹线）之间的输出纹波差异。
图 6.两个不同 ESR 值的电压纹波。C输出= 47μF。
输出电容的等效串联电感也会影响输出纹波。这是一个复杂的主题，我今天不打算深入讨论，但如果您有兴趣了解更多信息，我建议您阅读德州仪器 (TI) 的应用笔记，标题为“测量和了解升压转换器的输出电压纹波”。
二极管电流
今天我们还要讨论另一个输出组件：二极管。
从图 7 中我们可以看到，升压转换器中的平均二极管电流对应于负载电流，就像降压转换器中的平均
电感器电流一样。这并不奇怪：如果我们比较升压和降压组件的布置，我们会发现升压具有二极管，而降压具有转换器。
LTspice 图显示了升压转换器的二极管电流和负载电流。 叠加的光标框显示平均二极管电流值。
反向恢复电流
如果您对的负向尖峰感到好奇，它们是由
开关闭合后流经二极管和开关的电流快速爆发引起的。
尖峰电流被为负，在该模拟的上下文中表明它是反向（即阴极到阳极）二极管电流。该电流与称为反向恢复的现象相关，当二极管的正向偏置电压快速转变为反向偏置电压时会发生这种现象。
正如我们在上面看到的，如果您向电容器添加 ESR，反向恢复电流会对输出电压产生重大影响；电流突发向上流过输出电容器，并通过电容器的电阻转换为负向尖峰电压。如果添加等效串联电感，情况会变得更糟，这会对像这样的尖峰中包含的非常高的频率产生特别大的阻抗。
如果您想从仿真中消除这种尖峰行为，您可以使用理想化的二极管，而不是具有实际 SPICE 模型的二极管之一。
