Boost

Lo schema circuitale del boost è riportato in figura 1.6.

Figure: Boost. Schema circuitale
\begin{figure}\centerline{ \hbox{ \vbox{
\psfig{figure=fig/boost.eps,width=120mm,angle=-90}} } }~
\end{figure}

Le grandezze indicate in figura conservano lo stesso significato delle corrispondenti nel buck (vedi il precedente paragrafo 1.1.1). Il funzionamento del boost è simile a quello del buck. Il circuito, all'interno del periodo di switching, presenta due stati di funzionamento: ON e OFF. Nella figura 1.7 si vede la corrente nell'induttore, la tensione ai capi del MOS ($V_1$) e la tensione ai capi del diodo ($V_2$).

Figure: Forme d'onda per il boost in modo continuo (a sinistra) e in modo discontinuo (a destra)
\begin{figure}\centerline{\hbox{\vbox{
\psfig{figure=fig/wave_boost.eps,width=120mm,angle=-90} } } }~
\end{figure}

Nello stato di ON il MOS è in saturazione, il circuito assume la forma in figura 1.8 e la corrente $I_l$ cresce linearmente fino al tempo $t_1$. A questo punto il MOS viene interdetto (figura 1.9), la corrente $I_l$ nell'induttanza viene deviata a caricare il condensatore e diminuisce linearmente (se $t_2-t_1\ll 2\pi\sqrt{LC}$). Anche qui si presentano i due casi precedentemente esaminati ovvero:

Modo continuo
: la corrente $I_l$ non raggiunge mai il valore zero.
Modo discontinuo
: la corrente $I_l$ rimane a zero per un certo periodo del ciclo di switch.

Figure: Circuito equivalente del boost: stato ON
\begin{figure}\centerline{\hbox{\vbox{
\psfig{figure=fig/boost_on.eps,width=120mm,angle=-90} } } }~
\end{figure}

Figure: Circuito equivalente del boost: stato OFF
\begin{figure}\centerline{\hbox{\vbox{
\psfig{figure=fig/boost_off.eps,width=120mm,angle=-90} } } }~
\end{figure}

Figure: Circuito equivalente del boost: stato IDLE
\begin{figure}\centerline{\hbox{\vbox{
\psfig{figure=fig/boost_idle.eps,width=120mm,angle=-90} } } }~
\end{figure}

Quest'ultimo caso introduce il terzo stato di funzionamento detto modo di IDLE, con il diodo interdetto e il circuito nella forma in figura 1.10.

Si può notare dalla figura 1.7 (modo continuo) che la corrente $I_s$ assorbita dall'ingresso risulta oscillare intorno ad un valore medio e che l'oscillazione può essere resa piccola a piacere aumentando il valore di $I_l$. Così non è nel buck, nel quale la corrente assorbita si annulla nello stato di OFF. Il boost si presenta quindi all'ingresso come un carico più ``buono'' del buck. Non è invece possibile limitare la corrente nel carico e/o la corrente assorbita dall'ingresso nei casi di corto circuito (o meglio di sovraccarico) e di circuito aperto senza ricorrere a modifiche del circuito. Il buck da questo punto di vista presenta un comportamento migliore.

Il boost ha infine la prerogativa di presentare una tensione sul carico sempre maggiore della tensione $V_s$: se così non fosse $I_l$ non potrebbe scaricarsi sul carico.

Bofh 2004-02-09