合肥工業(yè)大學(xué) 電力電子技術(shù)第九講第三章

1、3.2.3 boost3.2.3 boost變換器換流及其特性分析變換器換流及其特性分析 -3.2.3.1 boost-3.2.3.1 boost變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài) boost變換器的電路結(jié)構(gòu)如圖3-8a所示，根據(jù)其中的開關(guān)管和二極管不同通斷組合時(shí)，可形成不同的換流狀態(tài)，boost變換器不同換流狀態(tài)時(shí)的換流電路如圖3-8所示 圖3-8b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(guò)電感L儲(chǔ)能，因此IL增加，從而使電感L中的磁能亦增加，這時(shí)的負(fù)載僅靠輸出電容C的儲(chǔ)能供電 圖3-8c所示開關(guān)狀態(tài)2時(shí)的換流電路 開關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，由于電感電流不

2、能突變，此時(shí)二極管VD導(dǎo)通，且電源Ud和電感L通過(guò)二極管VD同時(shí)向負(fù)載供電，并對(duì)輸出電容充電，IL減少 圖3-8d所示開關(guān)狀態(tài)3時(shí)的換流電路 與電流連續(xù)時(shí)的情況不同，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3.2.3.1 boost3.2.3.1 boost變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài) boost變換器電路工作狀態(tài)定義同buck變換器電路 （電流連續(xù)，電流斷續(xù)，臨界狀態(tài)） boost變換器中的緩沖元件是電感L，因此討論boost變換器的電流連續(xù)或斷續(xù)工作狀態(tài)也是針對(duì)其中的電感針對(duì)其中的電感L而言的 開關(guān)狀

3、態(tài)開關(guān)狀態(tài)1、2對(duì)應(yīng)的換流表示了boost變換器電流連續(xù)電流連續(xù)時(shí)的工作過(guò)程 開關(guān)狀態(tài)開關(guān)狀態(tài)1、2、3對(duì)應(yīng)的換流表示了boost變換器電流電流斷續(xù)斷續(xù)時(shí)的工作過(guò)程 3.2.3.1 boost3.2.3.1 boost變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài)boost變換器中電感電流連續(xù)電流連續(xù)時(shí)的相關(guān)波形如圖3-8e所示 3.2.3.1 boost3.2.3.1 boost變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài)boost變換器中電感電流斷續(xù)電流斷續(xù)時(shí)的相關(guān)波形如圖3-8f所示 3.2.3.1 boost3.2.3.1 boost變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài) 1穩(wěn)態(tài)電壓增益GV boost變換器的穩(wěn)態(tài)電

4、壓增益指：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boost變換器中的緩沖元件是電感L，對(duì)電感L利用伏秒平衡特性進(jìn)行分析得 式（3-19）onsioonitTUUTU3.2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析 令PWM占空比D= ton/ Ts，則從式（3-19）可求出boost變換器的電感電流連續(xù)時(shí)的穩(wěn)態(tài)電壓增益GV為 式（3-20） 由于D1，即boost變換器的穩(wěn)態(tài)電壓增益GV1，因此boost變換器具有升壓特性，并且變換器的穩(wěn)態(tài)輸出平均電壓與（1D）成反比 oVi11UG

5、UD=-3.2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析 2穩(wěn)態(tài)電流增益GI boost變換器的穩(wěn)態(tài)電流增益是指：穩(wěn)態(tài)條件下，變換器輸出電流平均Io與輸入平均電流Ii的比值，即GIIo/Ii。 由于討論的是無(wú)損的理想變換器，變換器的輸入輸出功率平衡，即Ii Ui=Io Uo，這樣，由式（3-20）易求出boost變換器電感電流連續(xù)時(shí)的的穩(wěn)態(tài)電流增益GI為 由于D1，即boost變換器的穩(wěn)態(tài)電流增益GI1，因此，boost變換器具有減流特性，并且變換器的穩(wěn)態(tài)輸出平均電流Io與（1D）成正比。oIi1IGDI=- 式（3-21）3.

6、2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析 3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，在穩(wěn)態(tài)條件下，boost變換器的電感電流實(shí)際是脈動(dòng)的如圖3-8e所示 當(dāng)t0時(shí)，開關(guān)管VT導(dǎo)通，若電感L、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sioniLDTLUTLUi3.2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析 當(dāng)tD Tston時(shí)，電感電流iL增加至最大值ILmax t0ton期間（開關(guān)管VT導(dǎo)通期間）的電流增量iL為 式（3-22

7、）sioniLDTLUTLUi3.2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析 當(dāng)tton時(shí)開關(guān)管VT關(guān)斷，若電感L、電容C足夠大，電容電壓近似不變，而電感電流iL線性減小 當(dāng)tTs時(shí)，電感電流iL減小至最小值ILmin ttonTs期間（開關(guān)管VT關(guān)斷期間）的電流增量iL-為 式（3-23）sioonsioL)1 ()(TDLUUtTLUUi3.2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析 穩(wěn)態(tài)時(shí)，iLiL-iL，因此，電感電流最大值ILmax、最小值ILmin

8、分別為 （3-24） （3-25）sooLILmax2)1 (121LfDUDDIiIIsooLILmin2)1 (121LfDUDDIiII3.2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析3.2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析 4開關(guān)管VT的電流、電壓的定量關(guān)系 流過(guò)開關(guān)管VT的平均電流IS為 ISIiIoD Io/(1D) 流過(guò)開關(guān)管VT的最大電流ISmax和變換器電感電流最大值ILmax相等，即ISmax ILmax 開關(guān)管關(guān)斷時(shí)所承受的正向電壓等

9、于變換器的輸出電壓 3.2.3.2 3.2.3.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的boostboost變換器變換器 基本特性分析基本特性分析 5二極管VD的電流、電壓的定量關(guān)系 穩(wěn)態(tài)時(shí)，由于輸出電容的平均電流為零，因此，流過(guò)二極管VD的平均電流ID為IDIo 流過(guò)二極管VD的最大電流IDmax和變換器電感電流最大值ILmax相等，即IDmaxILmax 二極管VD截止時(shí)所承受的反向電壓等于變換器的輸出電壓 buck-boost電路電路設(shè)L值很大，C值也很大。使電感電流iL和電容電壓即負(fù)載電壓uo基本為恒值。v 基本工作原理 V通時(shí)，電源E經(jīng)V向L供電使其貯能，此時(shí)電流為i1。同時(shí)，C維持輸出電壓恒定

10、并向負(fù)載R供電。 V斷時(shí)，L的能量向負(fù)載釋放，電流為i2。負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作反極性斬波電路VDotb)ERLa)CVoti1i2uLuoILi1i2tontoffILILbuck-boost電路電路穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T內(nèi)電感L兩端電壓uL對(duì)時(shí)間的積分為零，即Ttu0L0d所以輸出電壓為：EEtTtEttU1ononoffonoV處于通態(tài)uL = EV處于斷態(tài)uL = - uooffoontUtE（3-40）3.2.4 cuk3.2.4 cuk變換器換流及其特性分析變換器換流及其特性分析 -3.2.4.1 cuk-3.2.4.1 cuk變換器的換流狀態(tài)變換器的

11、換流狀態(tài) cuk變換器的電路結(jié)構(gòu)如圖3-9a所示，根據(jù)其中的開關(guān)管和二極管不同通斷組合時(shí)，可形成不同的換流狀態(tài)，cuk變換器不同換流狀態(tài)時(shí)的等值電路如圖3-9所示如圖3-9b所示開關(guān)狀態(tài)1時(shí)的換流電路當(dāng)開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)二極管VD因承受反壓UC1而關(guān)斷，此時(shí)，輸入電源通過(guò)電感L1儲(chǔ)能，因此iL1增加，從而使電感L1中的磁能亦增加。同時(shí)電容C1向電感L2和電容C2充電，并向負(fù)載供電，從而使電感L2中的磁能亦增加b)b)3.2.4.1 cuk3.2.4.1 cuk變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài) 如圖3-9c所示開關(guān)狀態(tài)2時(shí)的換流電路 當(dāng)開關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，由于電流連續(xù)即iL1iL20，因此二極管VD

12、導(dǎo)通，且電源Ui和電感L1通過(guò)二極管VD同時(shí)向電容C1充電，電感L1中的磁能減少。與此同時(shí)，電感L2通過(guò)二極管VD向電容C2充電，并同時(shí)向負(fù)載供電，使電感L2中的磁能減少 如圖3-9d所示開關(guān)狀態(tài)3時(shí)的換流電路 與電流連續(xù)時(shí)的情況不同，當(dāng)iL1iL2衰減到零以前，若開關(guān)管VT還未導(dǎo)通則開關(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3.2.4.1 cuk3.2.4.1 cuk變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài) 電路換流狀態(tài)的定義u當(dāng)iL1iL20時(shí)，cuk變換器工作在電流連續(xù)狀態(tài)u當(dāng)一段時(shí)間中存在iL1iL20，則cuk變換器工作在電流斷續(xù)狀態(tài)u若只有一瞬時(shí)時(shí)刻存在iL1iL20，則cu

13、k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 注意：由于圖3-9所示的cuk變換器有兩個(gè)緩沖電感元件L1、L2，因此討論cuk變換器的電流連續(xù)或斷續(xù)工作狀態(tài)是針對(duì)其中電感L1、L2的電流之和（iL1iL2）而言的。3.2.4.1 cuk3.2.4.1 cuk變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài)開關(guān)狀態(tài)1、2對(duì)應(yīng)的換流表示了cuk變換器電流連續(xù)電流連續(xù)時(shí)的工作過(guò)程(即iL1iL20。當(dāng)其中的開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，二極管VD能瞬時(shí)關(guān)斷，而當(dāng)其中的開關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，二極管VD能瞬時(shí)導(dǎo)通 )開關(guān)狀態(tài)1、2、3對(duì)應(yīng)的換流表示了cuk變換器電流斷續(xù)電流斷續(xù)時(shí)的工作過(guò)程 3.2.4.1 cuk3.2.4.

14、1 cuk變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài)cuk變換器中電感電流連續(xù)電感電流連續(xù)時(shí)的相關(guān)波形如圖3-9e所示 3.2.4.1 cuk3.2.4.1 cuk變換器的換流狀態(tài)變換器的換流狀態(tài)cuk變換器中電感電流斷續(xù)電感電流斷續(xù)時(shí)的相關(guān)波形如圖3-9f所示 3.2.4.2 3.2.4.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的cukcuk變換器基本特性變換器基本特性 電流連續(xù)時(shí)的cuk變換器基本特性是指cuk變換器中緩沖元件電電感感L1、L2的電流之和的電流之和總大于零大于零（iL1iL20）時(shí)的變換器基本特性 offontUUtUic1ioffoonoc1)(tUtUU1穩(wěn)態(tài)電壓增益GVcuk變換器的穩(wěn)態(tài)電壓

15、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。cuk變換器中有兩個(gè)緩沖電感元件L1、L2對(duì)電感L1、L2分別利用伏秒平衡特性進(jìn)行分析得出 （3-37） （3-38）3.2.4.2 3.2.4.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的cukcuk變換器基本特性變換器基本特性 令PWM占空比D= ton/ Ts，則由式（3-37）、（3-38）可求出cuk變換器的電感電流連續(xù)時(shí)的穩(wěn)態(tài)電壓增益GV為 （3-39） 當(dāng)1/2D1時(shí)，即cuk變換器的穩(wěn)態(tài)電壓增益GV1，則cuk變換器具有升壓特性 當(dāng)0D1/2時(shí)，即cuk變換器的穩(wěn)態(tài)電壓增益GV1，則cuk變換器具有降壓特性

16、 綜上所述，cuk變換器是升降壓變換器升降壓變換器，并且其輸入、輸出電壓具有相反的極性oonioff1VUtDGUtD3.2.4.2 3.2.4.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的cukcuk變換器基本特性變換器基本特性 2穩(wěn)態(tài)電流增益GI cuk變換器的穩(wěn)態(tài)電流增益是指：穩(wěn)態(tài)條件下，變換器輸出電流平均Io與輸入平均電流Ii的比值，即GIIo/Ii。 由于討論的是無(wú)損的理想變換器，因此，變換器的輸入輸出功率平衡即Ii Ui=Io Uo，這樣，由式（3-39）易求出cuk變換器電感電流連續(xù)時(shí)的的穩(wěn)態(tài)電流增益GI為 （3-40） 當(dāng)1/2D1時(shí)，即cuk變換器的穩(wěn)態(tài)電流增益GI 1，則cuk變換器具有增

17、流特性DDttII1onoffio3.2.4.2 3.2.4.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的cukcuk變換器基本特性變換器基本特性 3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)頻有限的電感和有限的開關(guān)頻率率，穩(wěn)態(tài)條件下cuk變換器電感L1、L2中的電流是脈動(dòng)的，如圖3-9e所示 在t0ton期間，開關(guān)管VT導(dǎo)通，二極管VD關(guān)斷，此時(shí)若電感L1、L2和開關(guān)頻率足夠大，則cuk變換器電感L1、L2中的電流均線性增加，電感L1、L2中的電流增加量分別為iL1+、iL2+s1ion1iL1DTLUtLUis2ion2oc1L2DTLUtLUUi3.2.4.2 3.2.4.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)

18、的cukcuk變換器基本特性變換器基本特性 在ttonTs期間，開關(guān)管VT關(guān)斷，二極管VD導(dǎo)通，此時(shí)若電感L1、L2和開關(guān)頻率足夠大，則cuk變換器電感L1、L2中的電流均線性減少，即電感L1、L2中的電流減少量分別為IL1、IL23.2.4.2 3.2.4.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的cukcuk變換器基本特性變換器基本特性 穩(wěn)態(tài)時(shí)，IL1IL1IL1、IL2IL2IL2 ，因此電感L1、L2電流最大值IL1max、IL2max最小值IL1min、IL2min分別為L(zhǎng)2oL2minL2oL2maxL1iL1minL1iL1max21212121IIIIIIIIIIII（3-43）3.2.4.

19、2 3.2.4.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的cukcuk變換器基本特性變換器基本特性 4開關(guān)管VT的電流、電壓的定量關(guān)系 流過(guò)開關(guān)管VT的平均電流ITD(Ii+Io) 流過(guò)開關(guān)管VT的最大電流 ISmax和變換器電感電流最大 值ILmax相等，即ISmaxIL1max+ IL2max 開關(guān)管關(guān)斷時(shí)所承受的正向電壓等于變換器的輸出電壓與輸入電壓之和3.2.4.2 3.2.4.2 電流連續(xù)時(shí)的電流連續(xù)時(shí)的cukcuk變換器基本特性變換器基本特性 5二極管VD的電流、電壓的定量關(guān)系 流過(guò)二極管VD的平均電流ID=(1-D)(Ii+Io) 流過(guò)二極管VD的最大電流IDmax和變換器電感電流最大值ILm

20、ax相等，即IDmax IL1max+ IL2max 二極管VD截止時(shí)所承受的反向電壓等于變換器的輸出電壓和輸入電壓之和3.3 3.3 復(fù)合型復(fù)合型DCDCDCDC變換器變換器 之前討論的DCDC變換器實(shí)際上是一些基本的基本的DCDC變換器變換器，如果將將DCDC變換器的輸出電壓（變換器的輸出電壓（縱坐標(biāo)）、輸出電流（橫坐標(biāo)）構(gòu)縱坐標(biāo)）、輸出電流（橫坐標(biāo)）構(gòu)成坐標(biāo)系成坐標(biāo)系，那么上述各類基本的DCDC變換器由于各自的輸出只能工只能工作在輸出電壓、電流坐標(biāo)系的一個(gè)作在輸出電壓、電流坐標(biāo)系的一個(gè)象限象限，因此可稱為單象限單象限D(zhuǎn)CDC變換器。變換器。 單象限D(zhuǎn)CDC變換器的共同特征共同特征就是各自

21、的輸出電壓、電流不可逆各自的輸出電壓、電流不可逆即DCDC變換器的能量不可逆。能量不可逆。 UoIo3.3 3.3 復(fù)合型復(fù)合型DCDCDCDC變換器變換器 實(shí)際應(yīng)用時(shí)能量可逆能量可逆的DCDC變換器在驅(qū)動(dòng)諸如阻感加阻感加反電勢(shì)型反電勢(shì)型一類的負(fù)載（如直流電動(dòng)機(jī)）時(shí)是必不可少的 當(dāng)DCDC變換器的輸出電流輸出電流或或輸出電壓可逆輸出電壓可逆時(shí)，變換器可在兩象限運(yùn)行，因此稱這類DCDC變換器為 兩象限兩象限D(zhuǎn)CDC變換器變換器 當(dāng)DCDC變換器的輸出電流、輸出電壓均可逆輸出電流、輸出電壓均可逆時(shí)，變換器可在四象限運(yùn)行，因此稱這類DCDC變換器為 四象限四象限D(zhuǎn)CDC變換器變換器 3.3 3.3

22、復(fù)合型復(fù)合型DCDCDCDC變換器變換器 兩兩象限象限D(zhuǎn)CDC變換器和四象限四象限D(zhuǎn)CDC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均可由基本的單象限均可由基本的單象限D(zhuǎn)CDC變換器拓?fù)浣M合而成變換器拓?fù)浣M合而成 單單象限象限D(zhuǎn)CDC變換器需要擴(kuò)大容量擴(kuò)大容量時(shí)，也可以由基本的由基本的單象限單象限D(zhuǎn)CDC變換器拓?fù)浣M合而成變換器拓?fù)浣M合而成 一一般將由基本的般將由基本的DCDCDCDC變換器拓?fù)浣M合而成的變換器拓?fù)浣M合而成的DCDCDCDC變換器統(tǒng)稱為復(fù)合型變換器統(tǒng)稱為復(fù)合型DCDCDCDC變換器變換器3.3.13.3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 以阻感加反電勢(shì)（如直流電動(dòng)機(jī)）型負(fù)載為例加以討論電流可逆

23、的二象限D(zhuǎn)CDC變換器 為了能雙向控制雙向控制DCDC變換器輸出電流，必須采用兩個(gè)開關(guān)管必須采用兩個(gè)開關(guān)管以組成一雙橋臂一雙橋臂的DCDC變換器 電流可逆型二象限D(zhuǎn)CDC變換器上、下橋臂的開關(guān)管一般采用互補(bǔ)互補(bǔ)調(diào)制驅(qū)動(dòng)模式調(diào)制驅(qū)動(dòng)模式（上橋臂通時(shí)下橋臂上橋臂通時(shí)下橋臂斷、下橋臂通時(shí)上橋臂斷斷、下橋臂通時(shí)上橋臂斷） 為了緩沖負(fù)載的無(wú)功緩沖負(fù)載的無(wú)功設(shè)立二極管，常稱為續(xù)流續(xù)流二極管 3.3.13.3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 輸出電流輸出電流io0且且VT1導(dǎo)通導(dǎo)通過(guò)程過(guò)程：直流側(cè)電源通過(guò)VT1向負(fù)載供電，輸出電壓uoui，此時(shí)輸出電流io增加，負(fù)載電感和負(fù)載電動(dòng)勢(shì)儲(chǔ)能也增加。由

24、于io0且uo0，因此變流器工作在第一象限 針對(duì)圖3-10a所示電路， VT1、VT2采用互補(bǔ)調(diào)制驅(qū)動(dòng)模式時(shí)的具體換流過(guò)程分析如下3.3.13.3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 輸出輸出電流電流io0且且VT1關(guān)斷過(guò)程關(guān)斷過(guò)程：由于電感電流不能突變，因此VD2導(dǎo)通續(xù)流，輸出電壓uo0，此時(shí)盡管采用了雙極型驅(qū)動(dòng)模式而使VT2有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，但因VT2承受反壓（VD2導(dǎo)通）而不能導(dǎo)通，因此輸出電流減小，負(fù)載電感儲(chǔ)能和負(fù)載電動(dòng)勢(shì)儲(chǔ)能也減小。由于io0且uo0，因此變流器工作在第一象限3.3.13.3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 輸出輸出電流電流io0且且VT2導(dǎo)通導(dǎo)通過(guò)程過(guò)

25、程：負(fù)載電動(dòng)勢(shì)通過(guò)VT2向負(fù)載電阻和電感供電，輸出電壓uo0，此時(shí)輸出電流io反向增加，負(fù)載電感儲(chǔ)能也增加。由于io0且uo0，因此變流器工作在第二象限。3.3.13.3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 輸出輸出電流電流io0且且VT2關(guān)斷過(guò)程關(guān)斷過(guò)程：由于電感電流不能突變，因此VD1導(dǎo)通續(xù)流，輸出電壓uoui，此時(shí)盡管采用了互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)模式而使VT1有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，但因VT1承受反壓（VD1導(dǎo)通）而不能導(dǎo)通，因此輸出電流減小，負(fù)載電感儲(chǔ)能和負(fù)載電動(dòng)勢(shì)儲(chǔ)能也減小。由于io0且uo0，因此變流器工作在第二象限3.3.13.3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 當(dāng)電流正向換流電流正向

26、換流時(shí)（io0），或VT1導(dǎo)通導(dǎo)通，或VD2導(dǎo)通導(dǎo)通，變換器工作在第一象限第一象限，此時(shí)的變換器換流電路實(shí)際上是一個(gè)buck變換器電變換器電路路，并且變換器向負(fù)載提供能量變換器向負(fù)載提供能量，換流期間的電壓、電流波形如圖3-10b中t1 t2段所示 3.3.13.3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 當(dāng)電流反向換流電流反向換流時(shí)（io0），或VT2導(dǎo)通導(dǎo)通，或VD1導(dǎo)通導(dǎo)通，變換器工作在第二象限第二象限，此時(shí)的變換器換流電路實(shí)際上是一個(gè)boost變換器電路變換器電路，并且負(fù)載向變換器回饋能量負(fù)載向變換器回饋能量，換流期間的電壓、電流波形如圖3-10b中t2 t3段所示 3.3.13.

27、3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 小結(jié)：u圖3-10a所示的電流可逆型二象限D(zhuǎn)CDC變換器實(shí)際上由一個(gè)一個(gè)buck變換器電路和一個(gè)變換器電路和一個(gè)boost變換器電路組合而成變換器電路組合而成，并交替工作交替工作u變換器的輸出電壓極性不變輸出電壓極性不變，而，而電流極性可變電流極性可變，即能量能量能可雙向傳輸能可雙向傳輸u調(diào)節(jié)斬波占空比就可以控制變換器的輸出平均電壓 3.3.13.3.1二象限二象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 注意事項(xiàng)：u為了防止防止3-10a所示變換器上、下橋臂的直通短路直通短路，上、下橋臂的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)中須加入“先關(guān)斷后導(dǎo)通”的開關(guān)死區(qū)開關(guān)死區(qū) u圖3-1

28、0所示的電流可逆型二象限D(zhuǎn)CDC變換器其負(fù)載必須為感性負(fù)載感性負(fù)載，否則，變換器只能工作在第一象限 3.3.23.3.2四象限四象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 當(dāng)需要使DCDC變換器的輸出電壓、電流均可逆輸出電壓、電流均可逆時(shí)，就必須設(shè)計(jì)四象限四象限D(zhuǎn)CDC變換器 實(shí)際上，將兩個(gè)對(duì)稱工作的二象限對(duì)稱工作的二象限D(zhuǎn)CDC變換器組合組合便可以構(gòu)成一個(gè)四象限D(zhuǎn)CDC變換器，其電路結(jié)構(gòu)如圖3-11所示。圖3-11 四象限D(zhuǎn)CDC變換器電路3.3.23.3.2四象限四象限D(zhuǎn)CDCDCDC變換器變換器 當(dāng)VT4保持導(dǎo)通保持導(dǎo)通時(shí)，利用VT2、VT1進(jìn)行斬波控制進(jìn)行斬波控制，則構(gòu)成了一組電流可逆的二象限D(zhuǎn)CDC變換器，此時(shí)UAB0，變換器運(yùn)行在一、二象限一、二象限 當(dāng)VT2保持導(dǎo)通保持導(dǎo)通時(shí)，利用VT3、VT4進(jìn)行斬波控制進(jìn)行斬波控制，則構(gòu)成了另一組電流可逆的二象限D(zhuǎn)CDC變換器，此時(shí)UAB0，變換器運(yùn)行在三、四象限三、四象限四象限D(zhuǎn)CDC變換器電路是典型的橋式可逆電路典型的橋式可逆電路，具有電流可逆電流可逆和電壓可逆和電壓可逆的特點(diǎn)雙向雙向DCDCDCDC變換器變換器a) 電池充電狀態(tài) b) 電池放電狀態(tài) (Ui-Uo)