本文风格依旧是首先从整体把握，再到局部分析，BOOST开关电源的系统架构图如下：
升压转换器
升压转换器，顾名思义，只能输出比输入电压高的平均电压。升压转换器的基本原理图和相应的开关波形如图1 所示。
在升压转换器中，电感（L）与输入电压源VIN 串联放置。输入电压源通过电感和二极管D1 将电压馈送到输出。稳态运行时，功率开关Q1 的导通时间为TON，输入电源将向电感提供能量。
在TON 内，电感电流（IL）流经功率开关且输入电压VIN 正向加在电感两端，如图1（C）所示。因此，电感电流将从当前值IL1 线性上升到IL2，如图1（D）所示。在该TON 期间，输出负载电流IOUT 由输出电容CO 提供。输出电容值应足够大，这样才可保证在TON 时间内提供相应的负载电流，同时使输出电压跌落的程度为所规定的最小值。
在TOFF 期间，功率开关关断，电感电流继续凭借电感储能维持原来的电流方向而输入电压源VIN 向负载提供能量。在Q1 关断期间（TOFF），二极管D1 与输出电容构成了电感电流回路。在TOFF 时间内，电感电流流经二极管， VIN 和VOUT 之间的压差反向加在电感两端，如图1 （C）。因此，电感电流将从当前值IL2 减少到IL1，如图1(D) 所示。
连续导通模式
如图1 （D）所示，电感电流是连续的且在一个开关周期内（TS）不会到零；因此，这一方法又称为连续导通模式。其输出和输入电压之间的关系，如公式1 所示。
输出电容纹波电流的均方根值（root mean square，RMS）由公式2 给出。考虑图1（D) 中所示之波形对其进行计算。在TOFF 期间，脉动电流ID1 流入输出电容而恒定的负载电流（IOUT）流出输出电容。
根据公式1，当占空比接近100% 时，理想情况下的VOUT/VIN 比率可能变得非常大。然而，与理想特性不同，当占空比接近100% 时VOUT/VIN 却随之下降，如图2 所示。因为功率开关利用率较差，元件中出现寄生参数，导致电感电容和半导体开关的损耗随之增加。
功率因数校正
当升压转换器运行于连续导通模式时，从输入电压源汲取的电流总是连续和平滑的，如图1 （D）所示。这一特性使得升压转换器成为功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）应用的理想选择。功率因数（Power Factor， PF）由总电流谐波畸变因子（Total Current Harmonics Distortion Factor， THD) 和相移因子（Displacement Factor， DF）的乘积给出。因此，在PFC 中，转换器汲取的输入电流应足够连续和平滑以满足输入电流的THD 指标，使其接近于1。此外，输入电流应能跟随输入正弦电压波形以满足相移因子指标，使其接近于1。
拓扑结构公式
从图3 开始，我们来逐步揭示BOOST升压转换器拓扑的动态运行过程。
Q1 闭合（TON 期间）
在此结构下，重画电路图后如图4 所示。
所得电感电压如公式3 所示。根据电感公式（公式3），可计算电感电流如公式4所示。
Q1 断开（TOFF 期间）
当开关断开时（图5），由于电感电流不能突变，因此电压极性必然改变。此时二极管变为正偏，开始有电流流过。
导致的电感电压可如公式5 所示进行计算。在TOFF 期间，电感电流斜线下降，可使用公式6计算。
工作模式
和降压转换器一样，升压转换器也可工作于连续和断续模式。两种模式的不同之处在于电感电流不同。在连续模式下，电感电流永远不会为零，而在断续模式下，在TOFF 期间，电感电流下降并在随后的PWM 周期开始之前达到零值。
与降压转换器一样，升压转换器可以在这两种模式下工作。在任一模式中，都必须考虑控制环。一种模式的解决方案并不一定适用于另一种模式。
连续工作模式
照例，在TON 和TOFF 期间电感电压曲线与横轴围成的面积必须相等。这就意味着 PWM 周期开始时的电流等于PWM 周期末（稳态条件）的电流。利用公式4 和公式6，得到公式7 所示关系。
和降压转换器不同，这里是一种非线性关系（图6），注意到这一点很重要。若假设电路没有损耗，那么PO = PDC, VOIO = VDCIDC，从而得到公式8。
断续工作模式
为了找到I/O 关系，使用了与降压转换器不同的方法，在这种方法中考虑了能量。传向负载的总功率 （PT）来自电感磁场以及TOFF 期间的输入电压VDC。
来自电感（假设100%转换效率）的功率如公式9所示。在TOFF 期间，输入电压提供给负载的功率如公式10 所示。
传向负载的总功率等于公式9 和公式10 之和。从公式4 可得到电感峰值电流。如果 TON + TF = kT，那么将得到公式11 所示结果。
设计公式和元件选择
和先前所讨论的一样，在连续模式中，输入/ 输出关系如公式7 所示。在断续模式中，输入/ 输出关系如公式11所示。最大导通时间将与最小输入电压VDC相对应。可以选择占空比，使得在公式11 中 TON + TF = kT < T（其中0 < k < 1）。
结合公式4 和公式6 并使用先前对TON + TF 的定义，可得到计算TON, max 的公式12。所得到的最大占空比如公式13 所示。
电感
使用公式11可计算出电感L1的值。假设使用最大TON、最小VDC 以及最小RO，可得到公式14。
输出电容
输出电容必须能够在TON 期间提供输出电流，并且其压降不得大于最大允许输出纹波电压。
由于电容非常大，因此可将指数放电近似认为是线性放电。从电容汲取的电流为平均输出电流（IO,av, nom），TON 期间的电容电荷损失如公式15 所示。因此，压降如公式16 所示。
此公式的简化表示如公式17 所示。
二极管
在TON 期间，二极管 D1 开路，其两端电压为最大反向电压，如公式18 所示。TOFF 期间， D1 中的平均电流如公式19 所示。
MOSFET
图5 中描述的平均电流如公式20 所示。图4 中描述的最大电压如公式21 所示。
后续我们将对开关电源的其它拓扑设计进行分别解说，敬请期待。
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