图4-经典升压型直流-直流开关电源原理图
当开关闭合期间，由于二极管右侧电压高于左侧，二极管可以防止电容存储的电能通过开关向电源放电。 电容用于减小开关电源纹波，起稳压滤波的作用。
实验电路我们使用 Arduino UNO 来产生控制 PWM 信号，开关我们使用 N 沟道场效应管 IRFZ44N。N 沟道场效管的 Gate 极在输入低电平 时场管的 Drain 极和 Source 极会关闭，反之， Gate 极输入高电平 ，Drain 极和 Source 极会导通。
实验电路原理图如下：
图5-基于Arduino的升压型直流-直流开关电源
Arduino A0 引脚接可调电阻，用于调节输出电压。
A1 接反馈信号，由于使用了 1k 和 8k 电阻分压，实际输出电压是此电压的 9 倍。
D3 引脚接输出 PWM 控制信号，输出高电平时场管导通，输出低电平时场管关闭。
可调电阻输出 5V 时，输出电压最大，为 5V*9=45V。
下面是 Arduino 代码：
/*
* 这是使用 Arduino 制作的带反馈的升压型（Boost）直流开关电源示例代码。
* 使用 Arduino UNO.
* D3: 输出控制 PWM 信号。
* A1: 接反馈信号。
* A0: 接可调电阻。用于调节输出电压。
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*/
int potentiometer = A0; // 输入引脚：可调电阻，接A0。
int feedback = A1; // 输入引脚：反馈信号，接A1。
int PWM = 3; // 输出引脚：PWM 控制信号，接D3。
int pwm = 0; // 要写入到 PWM 的值，0:输出方波占空比 0%（低电平）；255:方波占空比 100%（高电平）
// 本实验中使用的是 N 沟道场效应管，低电平关闭，高电平导通
// PWM 引脚输出高电平->场管打开->电感导通；
// PWM 引脚输出低电平->场管关闭->电感截止；
// 电感导通的时间越长，关闭时输出的电压越高。
// 增加 PWM 占空比->增加场管导通的时间->增加电感导通时间->增加关闭时的瞬间电压->增加输出电压
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(potentiometer, INPUT); // 引脚设置为输入
pinMode(feedback, INPUT); // 引脚设置为输入
pinMode(PWM, OUTPUT); // 引脚设置为输出
// 引脚3和11,PWM 信号频率：31.37255Hz
TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000001;
Serial.begin(9600); // open the serial port at 9600 bps:
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
// 读取可调电阻电压，也就是期望电压，
float voltage = analogRead(potentiometer);
// 读取反馈电压，来自于实际电压，因为使用了1k和8.2k电阻分压，所以实际电压是反馈电压的10倍
float output = analogRead(feedback);
Serial.print("voltage=");Serial.print(voltage);
Serial.print(",output=");Serial.print(output);
// 如果输出电压低于期望电压，增加 PWM 信号占空比，增加电感导通时间，提高电感关断时的电压，进而提高输出电压
if (output < voltage)
{
pwm = pwm 1;
pwm = constrain(pwm, 1, 254);
}
// 如果输出电压高于期望电压，减小 PWM 信号占空比，减小电感导通时间，降低电感关断时的电压，进而降低输出电压
else if (output > voltage)
{
pwm = pwm - 1;
pwm = constrain(pwm, 1, 254);
}
analogWrite(PWM, pwm);
Serial.print(",pwm=");Serial.print(pwm);
Serial.println();
}
程序不停对可调电阻的电压 voltage 和输出电压的 1/9 output进行比较，当 voltage < output 时，增大 PWM 信号占空比，提高输出电压；当 voltage > output 时，减小占空比，降低输出电压。
实验步骤1.在面包板上搭建电路：
图6-面包板上的基于Arduino的升压型直流-直流开关电源
2.示波器波形图如下：
图7-基于Arduino的升压型直流-直流开关电源波形动图
可以看到随着 PWM 控制信号占空比的增加，电感输出电压逐渐增大，最高可达 34.8V。
实验结论升压型直流开关电源是利用了通电后的电感突然断开，在开路的一侧会出现电压升高这一特性而实现的，并且，通电时间越长，电感断开时出现的瞬间电压越高。
