第2章 基本DC-DC變換器

.,現(xiàn)代電源技術(shù),Modernpowertechnologies,第2章DCDC變換器,1,2,3,4,5,復(fù)合型DCDC變換器,本章小結(jié),6,學(xué)習(xí)指導(dǎo),DC-DC變換器換流及其特性分析,DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),基本內(nèi)容,本章習(xí)題,DC-DC變換器（DC-DCconverter）是指能將一定幅值的直流輸入電壓（或電流）變換成一定幅值的直流輸出電壓（或電流）的電力電子裝置，主要應(yīng)用于直流電壓變換（升壓、降壓、升降壓等）、開關(guān)穩(wěn)壓電源、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)合。當(dāng)DC-DC變換器輸入為電壓源，并完成電壓電壓變換時(shí)，稱之為DC-DC電壓變換器當(dāng)DC-DC變換器輸入為電流源，并完成電流電流變換時(shí)，稱之為DC-DC電流變換器（習(xí)慣上所稱的DC-DC變換器常指DC-DC電壓變換器）,學(xué)習(xí)指導(dǎo),目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,學(xué)習(xí)指導(dǎo),理論上，按其變換功能可將DC-DC變換器分為以下4種基本類型：降壓型（減流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱buck變換器升壓型（增流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱boost變換器升降壓型（增減流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱buckboost變換器降升壓型（減增流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱boostbuck變換器,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,學(xué)習(xí)指導(dǎo),工程上，依據(jù)DC-DC變換器是否需要電氣隔離，又可將其分為：有變壓器的隔離型DC-DC變換器無變壓器的非隔離型DC-DC變換器為討論方便，本章所簡(jiǎn)稱的buck變換器、boost變換器、buckboost變換器及boostbuck變換器，除特加說明外，一般均指無隔離變壓器的非隔離型DC-DC變換器。由于非隔離型DC-DC變換器是DC-DC變換器的基礎(chǔ)，因此，本章首先著重討論非隔離型DC-DC變換器的基本原理及其特性，下一章介紹隔離型DC-DC變換器的基本原理及其特性。,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,學(xué)習(xí)指導(dǎo),建議重點(diǎn)學(xué)習(xí)以下主要內(nèi)容DC-DC變換器基本電路構(gòu)成的基本思路與換流分析開關(guān)變換器中電感、電容元件的基本特性伏秒平衡特性（電感元件）、安秒平衡特性（電容元件），是定量分析開關(guān)變換器的基礎(chǔ)（學(xué)會(huì)應(yīng)用該特性進(jìn)行定量分析）電流連續(xù)條件下的DC-DC變換器基本特性分析，這是DC-DC變換器性能分析和參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，主要包括：穩(wěn)態(tài)增益、電感電流及電容電壓脈動(dòng)量、功率器件中的電壓及電流關(guān)系等,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,如圖所示，在變壓器的一次繞組施加交流電壓u1時(shí)，鐵芯內(nèi)磁通就變化，在二次繞組上就產(chǎn)生感應(yīng)電壓u2。如果設(shè)一、二次繞組匝數(shù)為w1、w2時(shí)，在二次繞組中產(chǎn)生的電壓可用下式表達(dá)：,如何改變直流電壓？,2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,如左圖所示。通過串聯(lián)可變電阻改變直流電壓。R，則uL；R，則uL。,在串聯(lián)電阻中也流過與負(fù)載電阻電流相同的電流，將產(chǎn)生大的損耗。利用上述原理，使用開關(guān)器件，將直流電壓轉(zhuǎn)換成脈沖的形式，把這些脈沖組合在一起就得到了輸出電壓。無需加入電阻，降低損耗由于輸出電壓由一系列脈沖組成，波形看上去就好像被周期性的斬切了一樣。所以稱為直流斬波器。,工程上，一般將以開關(guān)管按一定控制規(guī)律調(diào)制且無變壓器隔離的DC-DC變換器或輸入輸出頻率相同的AC-AC變換器統(tǒng)稱為斬波器（Chopper）當(dāng)完成AC-AC變換時(shí)，稱之為交流斬波器（ACChopper）；而當(dāng)完成DC-DC變換時(shí)，則稱之為直流斬波器（DCChopper）這種開關(guān)管按一定調(diào)制規(guī)律通斷的控制為斬波控制,2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),斬波控制按開關(guān)管調(diào)制規(guī)律的不同主要分為2種：脈沖寬度調(diào)制（PWM）這種控制方式是指開關(guān)管調(diào)制信號(hào)的周期固定不變，而開關(guān)管導(dǎo)通信號(hào)的寬度可調(diào)脈沖頻率調(diào)制（PFM）這種控制方式是指開關(guān)管導(dǎo)通信號(hào)的寬度固定不變，而開關(guān)管調(diào)制信號(hào)的頻率可調(diào)在以上2種調(diào)制方式中，脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制方式是電力電子開關(guān)變換器最常用的開關(guān)斬波控制方式，也是本章討論所涉及的主要開關(guān)控制方式。,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),直流斬波器實(shí)際上是一類基本的DC-DC變換器，按其直流輸入輸出相關(guān)量的大小關(guān)系（升、降、升-降、降-升），這種基本的DC-DC變換器可分為：buck型DC-DC變換器boost型DC-DC變換器buck-boost型DC-DC變換器boost-buck型DC-DC變換器以下分別討論這類DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)。,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),DC-DC電壓變換原理電路及輸入、輸出波形,圖3-1a為基本的DC-DC電壓變換原理電路，從圖中可以看出：輸入電壓源Ui通過開關(guān)管VT與負(fù)載RL相串聯(lián)，當(dāng)開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓等于輸入電壓，UoUi；而當(dāng)開關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，輸出電壓等于零，Uo0。得到的基本電壓變換電路的輸出電壓波形如圖3-1c所示。顯然，若令輸出電壓的平均值為Uo則UoUi，可見，圖3-1a所示的電壓變換電路實(shí)現(xiàn)了降壓型DC-DC變換器（buck電壓變換器）的基本變換功能,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,DC-DC電流變換原理電路及輸入、輸出波形,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),圖3-1b為基本的DC-DC電流變換原理電路，從圖中可以看出：輸入電流源Ii通過開關(guān)管VT與負(fù)載RL相并聯(lián)，當(dāng)開關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，輸出電流等于輸入電流，即IoIi；而當(dāng)開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，輸出電流等于零，即Io0?；倦娏髯儞Q電路的輸出電流波形如圖3-1d所示。顯然，若令輸出電流的平均值為Io，則IoIi?？梢姡瑘D3-1b所示的電流變換電路實(shí)現(xiàn)了降流型DC-DC變換器（buck電流變換器）的基本變換功能,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),問題的提出圖3-1a、3-1b所示的原理電路分別實(shí)現(xiàn)了基本的buck型電壓變換和buck型電流變換，但buck型電壓變換電路的輸出電壓和buck型電流變換電路的輸出電流均是脈動(dòng)的，如何進(jìn)行改進(jìn)？,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),為抑制輸出電壓脈動(dòng)，可在圖3-1a所示的基本原理電路中加入輸出濾波元件（如：電容C）如圖3-2a所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),為抑制輸出電流脈動(dòng)，可在圖3-1b所示的基本原理電路中加入輸出濾波元件（如：電感L）如圖3-2b所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),問題的提出分析已加入濾波環(huán)節(jié)的DC-DC電壓電流變換器輸出濾波元件的加入必然使變換電路中開關(guān)管VT的電壓、電流應(yīng)力增加圖3-2a所示的DC-DC去脈動(dòng)電壓變換器電路中，由于UoUi，當(dāng)開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，電容C將造成輸入輸出短路，以至于開關(guān)管VT流入很大的短路電流而毀壞圖3-2b所示的DC-DC去脈動(dòng)電流變換器電路中，由于IoIi，當(dāng)開關(guān)管VT斷開時(shí)，電感L將感應(yīng)出極高的電壓，從而使開關(guān)管VT過電壓而毀壞如何限制電壓電流應(yīng)力？,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),在圖3-2a所示的buck型DC-DC電壓變換電路中為了限制開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)的電流應(yīng)力，則將緩沖電感L串入開關(guān)管VT的支路中,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),在上述改進(jìn)基礎(chǔ)上，為了避免開關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)緩沖電感L中電流的突變（減小電壓應(yīng)力），應(yīng)再加入續(xù)流二極管VD（為電感釋放儲(chǔ)存的能量提供通路，減緩電感電流變化率）如圖3-2c所示,結(jié)構(gòu)較為完善的buck型電壓斬波器,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),在圖3-2b所示的buck型DC-DC電流變換電路中，為了限制開關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)的電壓應(yīng)力，則將緩沖電容C并入開關(guān)管VT的兩端,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),為了避免開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)緩沖電容兩端電壓的突變（減少電流應(yīng)力），應(yīng)加入鉗位二極管VD（阻止電容放電）如圖3-2d所示,結(jié)構(gòu)較為完善的buck型電流斬波器,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),DC-DC變換電路中的儲(chǔ)能元件（電容、電感）有濾波與能量緩沖兩種基本功能：濾波元件常設(shè)置在變換器電路的輸入或輸出能量緩沖元件常設(shè)置在變換器電路的中間,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),針對(duì)圖3-2c（圖3-2d）所示的DC-DC電壓（電流）變換電路輸入側(cè)為恒壓（恒流）源，因此電路輸入側(cè)無需濾波電容（電感）電路的輸出側(cè)則由于脈動(dòng)而需要濾波。即圖3-2c所示的電容C，圖3-2d所示的電感L均起濾波作用。電壓變換器與電流變換器是互補(bǔ)的結(jié)構(gòu),目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),一般將上述所加入的如圖3-2c）中的緩沖電感和續(xù)流二極管組成的電路或如圖3-2d）中的緩沖電容和鉗位二極管組成的電路統(tǒng)稱為緩沖電路（或緩沖單元）,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),以上討論了buck型變換器的構(gòu)建，那么如何實(shí)現(xiàn)升壓型（boost）的電壓變換和升流型（boost）的電流變換呢？,若考慮變換器輸入、輸出能量的不變性（忽略電路及元件的損耗），則buck型電壓變換器在完成降壓變換的同時(shí)也完成了升流（boost）變換。同理buck型電流變換器在完成降流變換的同時(shí)也完成了升壓（boost）變換。boost型電壓變換和buck型電流變換以及boost型電流變換和buck型電壓變換存在功能上的對(duì)偶性。若已知某種升（降）壓電壓變換器電路則相應(yīng)的降（升）流電流變換器電路可以利用對(duì)偶原理求出,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),從圖3-2c所示的buck型電壓變換器電路出發(fā)，便可以導(dǎo)出boost型電流變換器電路1)將輸入電壓源轉(zhuǎn)化為電流源當(dāng)變換器電路中開關(guān)管的開關(guān)管頻率足夠高時(shí)，圖3-2c所示的buck型電壓變換器電路中的輸入電壓源支路可以用并聯(lián)電容的電流源（Ci、Ii）支路取代，如圖3-3b所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),2)若令變換器電路中的開關(guān)管、二極管、電容、電感均為理想無損元件時(shí)，則圖3-3b所示電路的輸入功率等于輸出功率即：Ui*IiUo*Io。由于該變換器電路的降壓變換功能，使UoUi，因此，IoIi,boost型電流變換器電路UoIo,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),3)考慮到3-3b所示電路中濾波電感L的穩(wěn)流作用以及該電路的電流電流變換功能，因此，輸出濾波電容C是冗余元件，可以省略。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后的boost型電流變換器電路如圖3-3d所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,從圖3-2d所示的buck型電流變換器電路出發(fā)，便可以導(dǎo)出boost型電壓變換器1）將輸入電流源轉(zhuǎn)化為電壓源當(dāng)假設(shè)變換器電路中開關(guān)管的開關(guān)頻率（單位時(shí)間內(nèi)開關(guān)管的通斷次數(shù)）足夠高時(shí)，圖3-2d所示的buck型電流變換器電路中的輸入電流源支路可以用串聯(lián)電感的電壓源（Li、Ui）支路取代，如圖3-3a所示,2.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),2）若令變換器電路中的開關(guān)管、二極管、電容、電感均為理想無損元件時(shí)，則圖3-3a所示電路的輸入功率應(yīng)等于其輸出功率，即ui*iiuo*io。由于該變換器電路的buck型變換功能，使IoIi，因此，uoui,boost型電壓變換器電路,IoUo,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),3)考慮到3-3a所示電路中濾波電容C的穩(wěn)壓作用以及該電路的電壓電壓變換功能，因此，輸出濾波電感L是冗余元件，可以省略。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后的boost型電壓變換器電路如圖3-3c所示。,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.3boost-buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),以上構(gòu)建了buck型、boost型變換器電路，那么如何在buck型、boost型變換器電路基礎(chǔ)上構(gòu)建boost-buck（升-降）型或buck-boost（降-升）型變換器呢？,只要將buck型、boost型變換器電路相互串聯(lián)并進(jìn)行適當(dāng)化簡(jiǎn)，即可構(gòu)建boost-buck型或buck-boost型變換器,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.3boost-buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),構(gòu)建boost-buck型電壓變換器電路，可以考慮采用boost-buck串聯(lián)結(jié)構(gòu)：輸入級(jí)采用圖3-3c所示的boost型電壓變換器電路輸出級(jí)采用圖3-2c所示的buck型電壓變換器電路將boost型電壓變換器電路的輸出與buck型電壓變換器電路的輸入串聯(lián)，串聯(lián)時(shí)：輸入級(jí)boost型電壓變換器電路的輸出負(fù)載省略，而輸出級(jí)buck型電壓變換器電路的輸入電壓源省略，串聯(lián)后的電壓變換器電路如圖3-4a所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.3boost-buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),圖3-4a所示的boost-buck串聯(lián)結(jié)構(gòu)電路中，由于存在兩只開關(guān)管和兩只二極管，因而有必要省略冗余元件以使電路簡(jiǎn)化若假設(shè)兩電路串聯(lián)后的開關(guān)管VT1、VT2為同步斬波開關(guān)管，即開關(guān)管VT1、VT2同時(shí)通、斷，則有可能使電路得以進(jìn)一步簡(jiǎn)化,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.3boost-buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),具體簡(jiǎn)化步驟當(dāng)開關(guān)管VT1、VT2導(dǎo)通時(shí)，所構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的電流回路拓?fù)淙鐖D3-4b所示觀察圖3-4b所構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的電流回路(開關(guān)管VT1、VT2導(dǎo)通)，并將VT1、VT2合并為VT1、2，所得等效電路如圖3-4d所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.3boost-buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),當(dāng)開關(guān)管VT1、VT2關(guān)斷時(shí)，所構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的電流回路拓?fù)淙鐖D3-4c所示觀察圖3-4c所構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的電流回路(開關(guān)管VT1、VT2關(guān)斷)，并將VD1、VD2合并為VD1、2，所得等效電路如圖3-4e所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.3boost-buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),綜合分析圖3-4d、3-4e所示等效電路，并使所得變換器電路的輸入輸出有公共電位參考點(diǎn)，簡(jiǎn)化后的基于boost-buck串聯(lián)結(jié)構(gòu)的boost-buck電壓變換器電路如圖3-4f所示(需要注意：圖3-4f所示的boost-buck電壓變換器，雖然其電路結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，但是變換器輸入輸出電壓的極性則由原來的同向極性變?yōu)榉聪驑O性),由于是SlobodanCuk于1980年首次深入研究了boost-buck串聯(lián)結(jié)構(gòu)的變換器，因此，通常稱boost-buck電壓變換器為Cuk變換器,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.3boost-buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),針對(duì)Cuk變換器輸入輸出電壓反向極性的不足，將Cuk變換器的輸出環(huán)節(jié)或輸出環(huán)節(jié)加以改造，可以得到輸入輸出電壓同向極性的boost-buck型電壓變換器，即所謂的Sepic變換器和Zeta變換器，如圖3-5所示Sepic變換器和Zeta變換器特征Sepic變換器和Zeta變換器與Cuk變換器具有相同的穩(wěn)態(tài)電壓增益M=D/(1-D)Sepic變換器的輸入輸出電流連續(xù)(較易濾波)Zeta變換器的輸入電流則斷續(xù),Sepic變換器,Zeta變換器,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.4buckboost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),構(gòu)建buckboost型電壓變換器，可以考慮采用buckboost串聯(lián):輸入級(jí)采用圖3-2c所示的buck型電壓變換器電路輸出級(jí)則采用圖3-3c所示的boost型電壓變換器電路將buck型電壓變換器電路的輸出與boost型電壓變換器電路的輸入串聯(lián)。串聯(lián)時(shí)：輸入級(jí)buck型電壓變換器電路的輸出負(fù)載省略，而輸出級(jí)boost型電壓變換器電路的輸入電壓源省略，兩級(jí)變換器串聯(lián)后的電路如圖3-6a所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.4buckboost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),圖3-6a所示的buckboost串聯(lián)結(jié)構(gòu)電路中，由于存在兩只開關(guān)管和兩只二極管，因而有必要省略冗余元件以簡(jiǎn)化電路同上分析，若假設(shè)兩電路串聯(lián)后的開關(guān)管VT1、VT2為同步斬波開關(guān)管，即開關(guān)管VT1、VT2同時(shí)通、斷，則有可能使電路得以進(jìn)一步簡(jiǎn)化,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.4buckboost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),具體簡(jiǎn)化步驟首先將圖3-6a中VT1、VT2之間的T型儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)中的電容省略，并合并L1、L2為L(zhǎng)12，如圖3-6b所示合并后的VT1、VT2之間的儲(chǔ)能電感L12仍能使串聯(lián)后的兩級(jí)電壓變換器電路正常工作,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.4buckboost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),當(dāng)開關(guān)管VT1、VT2導(dǎo)通時(shí)，所構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的電流回路拓?fù)淙鐖D3-6c所示觀察圖3-6c所構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的電流回路(開關(guān)管VT1、VT2導(dǎo)通)，并將VT1、VT2合并為VT12，所得等效電路如圖3-6d所示；,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,當(dāng)開關(guān)管VT1、VT2關(guān)斷時(shí)，所構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的電流回路拓?fù)淙鐖D3-6e所示觀察圖3-6e所構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的電流回路(開關(guān)管VT1、VT2關(guān)斷)，并將VD1、VD2合并為VD12，所得等效電路如圖3-6f所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.4buckboost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),2.1.4buckboost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),綜合分析圖3-6d、3-6f所示等效電路，并使所得變換器電路的輸入輸出有公共電位參考點(diǎn)，因此，簡(jiǎn)化后的基于buck-boost串聯(lián)結(jié)構(gòu)的buck-boost電壓變換器電路如圖3-6g所示(需要注意：圖3-6g所示的buck-boost電壓變換器，雖然其電路結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，但是變換器輸入輸出電壓的極性則由原來的同向極性變?yōu)榉聪驑O性),目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.1.4buckboost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu),對(duì)比圖3-4f、3-6g所示的boost-buck型電壓變換器和buck-boost型電壓變換器電路可以看出?兩者的輸入輸出電壓極性均為反向極性相對(duì)于boost-buck型電壓變換器電路，buck-boost型電壓變換器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且其中的儲(chǔ)能元件也較少buck-boost型電壓變換器的輸入和二極管輸出電流均為斷續(xù)的脈動(dòng)電流;而boost-buck型電壓變換器中由于輸入輸出均有電感，因此變換器的輸入輸出電流一般情況下均為連續(xù)電流（輕載時(shí)電流可能斷續(xù)）,boost-buck型電壓變換器,buck-boost型電壓變換器,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2DC-DC變換器換流及其特性分析,問題的提出在討論了如何根據(jù)輸入輸出的變換要求來構(gòu)建DC-DC變換器的基本電路之后，那么在實(shí)際應(yīng)用中如何根據(jù)具體的DC-DC變換器電路來分析其基本換流過程以及基本的輸入輸出關(guān)系呢？(說明：1.考慮到實(shí)際應(yīng)用及電流變換器和電壓變換器的對(duì)偶關(guān)系,以下主要研究DC-DC電壓變換器，分別簡(jiǎn)稱為buck變換器、boost變換器、buck-boost變換器、boost-buck變換器2.各DC-DC變換器的開關(guān)調(diào)制均采用PWM控制）,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2DC-DC變換器換流及其特性分析,為簡(jiǎn)化各類DC-DC變換器的基本特性分析，所討論的變換器均為理想變換器，且滿足以下理想條件：1)開關(guān)管、二極管瞬間通斷，且無通態(tài)和開關(guān)損耗2)電容、電感均為無損耗的理想儲(chǔ)能元件3)線路阻抗為零4)開關(guān)頻率足夠高，每個(gè)開關(guān)周期中的電感電流、電容電壓近似不變,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性,根據(jù)開關(guān)變換器的理想條件：每個(gè)開關(guān)周期Ts中（Ts=ton+toff，其中：Ts為開關(guān)周期；ton為開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間；toff為開關(guān)關(guān)斷時(shí)間）,變換器中的電感電流、電容電壓保持恒定，且無任何損耗可得開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性：提示：對(duì)于電容有iC=CduC/dtuC=(1/C)iCdt對(duì)于電感有uL=LdiL/dtiL=(1/L)uLdt,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性,(1)電感電壓的伏秒平衡特性穩(wěn)態(tài)條件下，理想開關(guān)變換器中的電感電壓必然周期性重復(fù)，由于每個(gè)開關(guān)周期中電感的儲(chǔ)能為零，并且電感電流保持恒定I=0，因此，每個(gè)開關(guān)周期中電感電壓UL的積分恒為零，即：,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性,(2)電容電流的安秒平衡特性穩(wěn)態(tài)條件下，理想開關(guān)變換器中的電容電流必然周期性重復(fù)，而每個(gè)開關(guān)周期中電容的儲(chǔ)能為零，并且電容電壓保持恒定U=0，因此，每個(gè)開關(guān)周期中電容電流IC的積分恒為零，即：,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.2buck變換器換流及其特性分析-2.2.2.1buck變換器的換流狀態(tài),buck變換器的電路結(jié)構(gòu)如圖3-7a所示,根據(jù)其中開關(guān)管和二極管不同的通斷組合，可形成不同的換流狀態(tài)，buck變換器不同換流狀態(tài)時(shí)的換流電路如圖3-7所示,圖3-7b所示開關(guān)狀態(tài)1時(shí)的換流電路開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，二極管VD承受反壓而關(guān)斷，此時(shí)，輸入電源通過電感L向負(fù)載傳輸能量，因此Ii增加，從而使電感L中的磁能亦增加,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.2.1buck變換器的換流狀態(tài),圖3-7c所示開關(guān)狀態(tài)2時(shí)的換流電路開關(guān)管VT關(guān)斷，由于電感電流不能突變，從而使二極管VD導(dǎo)通，而續(xù)流電感L向負(fù)載釋放能量，Ii減少圖3-7d所示開關(guān)狀態(tài)3時(shí)的換流電路與電流連續(xù)時(shí)情況不同，當(dāng)電感L電流衰減到零以前，若開關(guān)管VT還未導(dǎo)通，則電感電流斷續(xù)，此時(shí)，開關(guān)管VT、二極管VD全都關(guān)斷，并僅由電容向負(fù)載提供能量,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.2.1buck變換器的換流狀態(tài),電路工作狀態(tài)的定義注意：所謂“電流的連續(xù)或斷續(xù)”是指變換器緩沖元件中電流的連續(xù)或斷續(xù)。如圖3-7所示buck變換器中的緩沖元件為電感L，因此討論buck變換器的電流連續(xù)或斷續(xù)工作狀態(tài)是針對(duì)其中的電感L而言的當(dāng)電感電流iL0時(shí)，buck變換器工作在電流連續(xù)狀態(tài)當(dāng)一段時(shí)間中存在iL0，則buck變換器工作在電流斷續(xù)狀態(tài)若只有一瞬時(shí)時(shí)刻存在iL0，則buck變換器工作在臨界狀態(tài)(臨界狀態(tài)是電流連續(xù)狀態(tài)的一種特例),目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.2.1buck變換器的換流狀態(tài),圖3-7b,圖3-7c所示開關(guān)狀態(tài)1、2對(duì)應(yīng)的換流表示了buck變換器電流連續(xù)時(shí)的工作過程圖3-7b,圖3-7c，圖3-7d所示開關(guān)狀態(tài)1、2、3對(duì)應(yīng)的換流表示了buck變換器電流斷續(xù)時(shí)的工作過程,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.2.1buck變換器的換流狀態(tài),buck變換器中電感電流連續(xù)時(shí)的相關(guān)波形如圖3-7e所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.2.1buck變換器的換流狀態(tài),buck變換器中電感電流斷續(xù)時(shí)的相關(guān)波形如圖3-7f所示,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,1穩(wěn)態(tài)電壓增益GVbuck變換器的穩(wěn)態(tài)電壓增益是指：穩(wěn)態(tài)條件下，變換器輸出平均電壓Uo與輸入平均電壓Ui的比值，即GVUo/Ui由于buck變換器中的緩沖元件是電感L，因此對(duì)電感L利用伏秒平衡特性進(jìn)行分析得出式（3-3）令PWM占空比D=ton/Ts，則從上式可求出buck變換器的電感電流連續(xù)時(shí)的穩(wěn)態(tài)電壓增益GV,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.2.2.2電流連續(xù)時(shí)的buck變換器基本特性分析,由于D1，即buck變換器的穩(wěn)態(tài)電壓增益GV1，因此buck變換器具有降壓變換特性由于buck變換器的穩(wěn)態(tài)輸出平均電壓與占空比D成正比，因此，buck變換器的穩(wěn)態(tài)輸出平均電壓可由占空比D控制,式（3-4）,2.2.2.2電流連續(xù)時(shí)的buck變換器基本特性分析,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2.2DC-DC變換器換流及其特性分析2.2.1開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性2.2.2Buck變換器換流及其特性分析2.2.3Boost變換器換流及其特性分析2.2.4Cuk變換器換流及其特性分析2.3復(fù)合型DC-DC變換器,2.穩(wěn)態(tài)電感電流脈動(dòng)量由于有限的電感和有限的開關(guān)頻率穩(wěn)態(tài)條件下，buck變換器的電感電流實(shí)際上是脈動(dòng)的，如圖3-7e所示當(dāng)t0時(shí)，開關(guān)管VT導(dǎo)通，若電容C足夠大，此時(shí)，電容電壓近似不變，而電感電流iL線性增加,2.2.2.2電流連續(xù)時(shí)的buck變換器基本特性分析,目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)2.1DC-DC變