第5章直直變換器課件

第5章：直直變換器第5章：直直變換器5.1直流變換電路概述一.直流變換器概念（1）直直變換的定義:將輸入固定直流電壓的電能變?yōu)樨?fù)載所需要的另一固定電壓或可調(diào)電壓的直流電能（稱(chēng)為DC/DC變換），完成直流/直流變換的裝置為直直變換器（DC/DC變換器）；（2）直直變換器的工作原理:通過(guò)控制電路周期性地對(duì)DC/DC變換主電路的電力電子器件快速通斷控制，將輸入的直流電壓斬成一系列幅值相等的脈沖電壓，改變脈沖列的脈沖寬度或頻率，并經(jīng)過(guò)LC低通濾波器處理以后實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓平均值的調(diào)節(jié)。（3）直直變換器的一般結(jié)構(gòu)：直流電源DC-DC變換器負(fù)載控制電路5.1直流變換電路概述一.直流變換器概念直流電源DC-D二.直直變換電路的分類(lèi)1.降壓電路升壓電路升降壓電路或單象限電路雙象限電路四象限電路2.均為一個(gè)方向和其中之一改變方向均改變方向(4)直直變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非隔離型隔離型3.二.直直變換電路的分類(lèi)1.降壓電路升壓電路升降壓電路三.理想直直變換器應(yīng)具備的性能1.輸入輸出端的電壓均為平滑直流,無(wú)交流諧波分量2.輸出阻抗為零3.快速動(dòng)態(tài)響應(yīng),抑制干擾能力強(qiáng)4.高效率小型化四.直直變換器的控制方式（脈沖寬度調(diào)制控制）根據(jù)直直變換器輸出電壓是導(dǎo)通時(shí)間和周期的函數(shù)1.定頻調(diào)寬控制2.定寬調(diào)頻控制（PFM）3.調(diào)頻調(diào)寬混合控制PWM控制信號(hào)的形成過(guò)程

信號(hào)波形的比較

PWM控制信號(hào)的形成過(guò)程

信號(hào)波形的比較

PWM控制信號(hào)的形成過(guò)程

三.理想直直變換器應(yīng)具備的性能1.輸入輸出端的電壓均為平滑直五.直直變換器的應(yīng)用1.Driving:電車(chē),地鐵,電動(dòng)汽車(chē),火車(chē)2.直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（1、2傳統(tǒng)直流傳動(dòng)應(yīng)用，逐漸萎縮）3.照明,氙燈ballast4.開(kāi)關(guān)電源與電源適配器（3、4電力電子領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)）掌握非隔離型直直變換器和隔離型直直變換器的分析和計(jì)算，非隔離型直直變換器重點(diǎn)掌握降壓型和升壓型直直變換器兩種，隔離型直直變換器正激和反激直直變換器兩種。最后掌握不同類(lèi)型直流斬波器的原理與特性。本章的重點(diǎn)多種直直變換器的輸入輸出關(guān)系、電路解析方法、工作特點(diǎn)。六.本章掌握內(nèi)容介紹五.直直變換器的應(yīng)用1.Driving:電車(chē),地鐵,電動(dòng)汽車(chē)5.2非隔離型直直變換器1、降壓型變換器（BUCKConverter)2、升壓型變換器（BOOSTConverter)3、升/降壓型變換器（Buck-BoostConverter)4、CUK型變換器（CUKConverter)5.2非隔離型直直變換器1、降壓型變換器（BUCKCon

BUCK降壓直直變換器是一種基本的非隔離DC/DC變換器，其輸出直流電壓低于輸入直流電壓，通稱(chēng)為BUCK變換器，電路結(jié)構(gòu)如下圖：圖中：

S為功率MOSFET器件，工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)；若為晶閘管，須有輔助關(guān)斷電路。

D為肖特基二極管，為電感電流提供續(xù)流回路；電感L和電容C組成低通濾波器。

為便于電路分析，做出如下假設(shè)：

（1）忽略S和D的導(dǎo)通壓降，截止以后的漏電流為零；（2）認(rèn)為S和D的通斷瞬間完成，不考慮開(kāi)關(guān)時(shí)間；（3）認(rèn)為電容C很大，則輸出電壓Uo保持為恒值；

5.2.1降壓型直直變換器(BUCKConverter)BUCK降壓直直變換器是一種基本的非隔離DC/一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)考慮BUCK變換器工作在穩(wěn)態(tài)且電感電流連續(xù)狀態(tài)，一個(gè)周期中根據(jù)功率器件S的通斷狀況變換器可以工作兩種模式：1.S導(dǎo)通模式（Ton時(shí)段）等效電路如b圖所示，此時(shí)Ua等于Ud,D截止，電感電壓等于Ud-Uo，電感電流

線(xiàn)性上升，電感儲(chǔ)能。2.S關(guān)斷模式（Toff時(shí)段）等效電路如c圖所示，由于電感電流不能突變，則D導(dǎo)通提供電感電流續(xù)流通路，Ua=0，電感電壓等于-Uo，電感電流

線(xiàn)性下降，電感釋能。占空比：周期：（a）（b）（c）一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)考慮BUBUCK變換器電壓傳輸比推導(dǎo)（電感電流連續(xù)模式）

電壓傳輸比M為輸出電壓和輸入電壓的比值，推導(dǎo)過(guò)程基于電感L的特性來(lái)進(jìn)行。當(dāng)變換器穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，由于電感不是耗能元件，因此遵循的原則是：開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)電感儲(chǔ)存的能量與開(kāi)關(guān)S關(guān)斷時(shí)釋放的能量必須相等。對(duì)外表現(xiàn)的特征：

（1）伏秒平衡原則

電感兩端的電壓與時(shí)間的乘積等于電感磁鏈，穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，為避免電感飽和，一個(gè)周期內(nèi)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)電感的伏秒積必須等于關(guān)斷時(shí)的伏秒積，那么電感增加的磁鏈等于減小的磁鏈。

（2）能量平衡原則

根據(jù)電感儲(chǔ)能的表達(dá)式，在一個(gè)周期開(kāi)始時(shí)電感儲(chǔ)能和結(jié)束時(shí)的儲(chǔ)能相等，表明兩個(gè)時(shí)刻的電流值相等，那么開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)電流上升的幅值和關(guān)斷時(shí)電流下降的幅值相等。BUCK變換器電壓傳輸比推導(dǎo)（電感電流連續(xù)模式）◆利用能量平衡推導(dǎo)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)電感電流上升幅值：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷時(shí)電感電流下降幅值：已知：則：◆利用伏秒平衡推導(dǎo)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通的伏秒值：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷的伏秒值：因此：則：

在電流連續(xù)工作模式狀態(tài)下，降壓式變換電路等效于一個(gè)直流變壓器，其等效變比可以通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的占空比D在０到１的范圍內(nèi)連續(xù)控制?！衾媚芰科胶馔茖?dǎo)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)電感電流上升幅值：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷時(shí)根據(jù)電壓傳輸比的表達(dá)式，在給定輸入電壓Ud情況下，調(diào)節(jié)占空比D可以改變輸出電壓Uo的大小。可以通過(guò)三種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)：（1）保持周期T不變，調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間Ton，即定頻調(diào)寬模式（常用）（2）保持導(dǎo)通時(shí)間Ton不變，調(diào)節(jié)周期T，即定寬調(diào)頻模式（3）同時(shí)調(diào)節(jié)周期T和導(dǎo)通時(shí)間Ton，即調(diào)頻調(diào)寬模式信號(hào)波形的比較

PWM控制信號(hào)的形成過(guò)程

根據(jù)電壓傳輸比的表達(dá)式，在給定輸入電壓Ud情況二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷3個(gè)工作狀態(tài)

工作狀態(tài)1（S接通）

工作狀態(tài)2（S斷開(kāi)）

工作狀態(tài)3（電感電流為零）

二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S于t0時(shí)刻接通，并保持通態(tài)直到t1時(shí)刻，在這一階段，由于Ui>U。，故電感L的電流不斷增長(zhǎng)。二極管D處于斷態(tài)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S于t1時(shí)刻斷開(kāi)，二極管D導(dǎo)通，電感通過(guò)D續(xù)流，電感電流不斷減小。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：t2時(shí)刻電感電流減小到零，二極管D關(guān)斷，電感電流保持零值，并且電感兩端的電壓也為零，直到t3時(shí)刻開(kāi)關(guān)S再次接通，下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期開(kāi)始。

1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電流臨界連續(xù)時(shí)電路參數(shù)分析

臨界狀態(tài)時(shí)的工作波形

電感電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的波形正好是一個(gè)三角形，其面積為：

電感電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值：

電感電流峰值為

：

臨界連續(xù)仍有：

整理得到臨界連續(xù)電感電流平均值：

由于：電容C在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均電流為零，電感電流iL在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值等于負(fù)載電流：

電感電流連續(xù)的條件為：

2、電流臨界連續(xù)時(shí)電路參數(shù)分析臨界狀態(tài)時(shí)的工作波形電感電3、電感電流斷續(xù)時(shí)電壓傳輸比推導(dǎo)

電感電流斷續(xù)時(shí)的工作波形

S斷開(kāi)后電感的續(xù)流時(shí)間為T(mén)S，其中0≤≤(1-D)

根據(jù)電感利用伏秒平衡原則有：電感電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值：

負(fù)載電流等于電感電流的平均值有：

電感電流峰值：

整理以上得：

整理以上得：

求解上式得：

令電壓傳輸比與占空比D和負(fù)載R相關(guān)，也與電路參數(shù)L和TS有關(guān)。與占空比D為非線(xiàn)性關(guān)系。

3、電感電流斷續(xù)時(shí)電壓傳輸比推導(dǎo)電感電流斷續(xù)時(shí)的工作波形三.BUCK變換器的應(yīng)用

BUCK變換器廣泛用于手機(jī)、PDA、MP3、PMP、PDVD等便攜式設(shè)備。下圖是為PMP的供電結(jié)構(gòu)框圖。

BUCK變換器在通信領(lǐng)域廣泛采用的3級(jí)分布式供電結(jié)構(gòu)中作為后級(jí)負(fù)載點(diǎn)電源（POL，pointofload）被使用，緊靠負(fù)載為其提供低壓大電流電能。已形成完整的市場(chǎng)產(chǎn)品系列。Emerson產(chǎn)品三.BUCK變換器的應(yīng)用BUCK變換器廣泛用5.2.2升壓型直直變換器（BOOSTConverter)

BOOST升壓型直直變換器是一種基本的非隔離DC/DC變換器，通稱(chēng)為BOOST變換器，該電路的輸出電壓永遠(yuǎn)高于輸入電壓。電路結(jié)構(gòu)如下圖：圖中：

S為功率MOSFET器件，工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)；

D為肖特基二極管，為電感電流提供續(xù)流回路；電感L和電容C組成低通濾波器。

為便于電路分析，做出如下假設(shè)：（1）忽略S和D的導(dǎo)通壓降，截止以后的漏電流為零；（2）認(rèn)為S和D的通斷瞬間完成，不考慮開(kāi)關(guān)時(shí)間；（3）認(rèn)為電容C很大，則輸出電壓Uo保持為恒值；

5.2.2升壓型直直變換器（BOOSTConverter考慮BOOST變換器工作在穩(wěn)態(tài)且電感電流連續(xù)，一個(gè)周期中根據(jù)功率器件S的通斷狀況變換器可以工作兩種模式：1.S導(dǎo)通模式（Ton時(shí)段）等效電路如b圖所示，此時(shí)Ua等于0,D截止，電感電壓等于Ud，電感電流

線(xiàn)性上升，電感儲(chǔ)能,電容Ｃ釋放能量給負(fù)載。2.S關(guān)斷模式（Toff時(shí)段）等效電路如c圖所示，由于電感電流不能突變，則D導(dǎo)通提供電感電流續(xù)流通路，Ua=Ｕo，電感電壓等于Ud-Uo，電感電流

線(xiàn)性下降，電感和電源一起給負(fù)載提供能量。占空比：周期：（a）（b）（c）一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)考慮BOOST變換器工作在穩(wěn)態(tài)且電感電流連續(xù)，根據(jù)電壓傳輸比的表達(dá)式，在給定輸入電壓Ud情況下，調(diào)節(jié)占空比D可以改變輸出電壓Uo的大小?？梢酝ㄟ^(guò)三種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)：（1）保持周期T不變，調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間Ton，即定頻調(diào)寬模式（常用）（2）保持導(dǎo)通時(shí)間Ton不變，調(diào)節(jié)周期T，即定寬調(diào)頻模式（3）同時(shí)調(diào)節(jié)周期T和導(dǎo)通時(shí)間Ton，即調(diào)頻調(diào)寬模式◆利用能量平衡推導(dǎo)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)電感電流上升幅值：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷時(shí)電感電流下降幅值：已知：則：◆利用伏秒平衡推導(dǎo)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通的伏秒值：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷的伏秒值：因此：則：Boost變換器電壓傳輸比推導(dǎo)（電感電流連續(xù)模式）根據(jù)電壓傳輸比的表達(dá)式，在給定輸入電壓Ud情況二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷3個(gè)工作狀態(tài)

工作狀態(tài)1（S接通）

工作狀態(tài)2（S斷開(kāi)）

工作狀態(tài)3（電感電流為零）

二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S于t0時(shí)刻接通，并保持通態(tài)直到t1時(shí)刻，在這一階段，電感L兩端的電壓為Ui，電感電流不斷增長(zhǎng)。二極管D處于斷態(tài)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S于t1時(shí)刻斷開(kāi)，二極管D導(dǎo)通，電感通過(guò)D向電容C釋放磁能，電感電流不斷減小，電感L兩端電壓UL＝Uo－Ui。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：t2時(shí)刻電感電流減少到零，二極管D關(guān)斷，電感電流保持零值，并且電感兩端的電壓也為零，直到t3時(shí)刻開(kāi)關(guān)S再次接通，下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期開(kāi)始。1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電流臨界連續(xù)時(shí)電路參數(shù)分析

臨界狀態(tài)時(shí)的工作波形

二極管D的電流在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的臨界連續(xù)平均值：

電感電流峰值為

：

整理得電感電流連續(xù)條件為：

由于：電容C在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均電流為零，在穩(wěn)態(tài)條件下的升壓型電路中，二極管D的電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值等于負(fù)載電流Ｉo：Ｉo≥ID

2、電流臨界連續(xù)時(shí)電路參數(shù)分析臨界狀態(tài)時(shí)的工作波形二極管3、電感電流斷續(xù)時(shí)電壓傳輸比推導(dǎo)

電感電流斷續(xù)時(shí)的工作波形

S斷開(kāi)后電感的續(xù)流時(shí)間為T(mén)S，其中0≤≤(1-D)

根據(jù)電感利用伏秒平衡原則有：二極管D的電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值：

負(fù)載電流等于二極管D電流的平均值有：

電感電流峰值：

整理以上得：

整理以上得：

求解上式得：

令電壓傳輸比與占空比D和負(fù)載R相關(guān)，也與電路參數(shù)L和TS有關(guān)。3、電感電流斷續(xù)時(shí)電壓傳輸比推導(dǎo)電感電流斷續(xù)時(shí)的工作波形三.Boost變換器的應(yīng)用

BOOST變換器廣泛用于手機(jī)、PDA、MP3、PMP、PDVD等便攜式設(shè)備顯示電源。下圖是為PMP的供電結(jié)構(gòu)框圖。

BOOST變換器廣泛用于中小功率電力電子裝置的有源功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)。三.Boost變換器的應(yīng)用BOOST變換器5.2.3升/降壓直直變換器(Buck-BoostConverter)工作特點(diǎn)：Ｓ導(dǎo)通時(shí)，二極管D反向偏置，電源Ｕi經(jīng)S向L供電使其貯能，同時(shí)，C維持輸出電壓恒定并向負(fù)載R供電，電感電流上升，電感儲(chǔ)能。Ｓ關(guān)斷時(shí)，二極管D導(dǎo)通，L的能量向負(fù)載釋放，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(chēng)作反極性直直變換電路。電容C足夠大，可認(rèn)為輸出電壓恒定。

升降壓型直直變換器主要應(yīng)用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中，輸出負(fù)極性電壓，輸出電壓可以高于或低于輸入電壓。

5.2.3升/降壓直直變換器(Buck-BoostCon一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)（S接通）

（S斷開(kāi)）

電感電流連續(xù)模式時(shí)，電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷2個(gè)工作狀態(tài)。

工作狀態(tài)1（t0～tl時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S于t0時(shí)刻接通，并保持通態(tài)直到tl時(shí)刻，在這一階段，電感L兩端的電壓為Ui，電感電流不斷增長(zhǎng)。二極管D處于斷態(tài)。

工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S于t1時(shí)刻斷開(kāi)，二極管D導(dǎo)通，電感L向電容C釋放磁能，電感電流不斷減小，電感L兩端的電壓為Uo。直到t2時(shí)刻開(kāi)關(guān)S再次開(kāi)通，下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期開(kāi)始。

一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)（S接通）（S斷穩(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，即所以輸出電壓為：S處于通態(tài)uL=

ＵiS處于斷態(tài)uL=-Uo

當(dāng)0<D<1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2<D<1時(shí)為升壓，故稱(chēng)作升降壓變換電路。也有稱(chēng)之為升降壓變換器。(Uo輸出反極性)電壓傳輸比推導(dǎo)（電感電流連續(xù)模式）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，即所二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷3個(gè)工作狀態(tài)

工作狀態(tài)1（S接通）

工作狀態(tài)2（S斷開(kāi)）

工作狀態(tài)3（電感電流為零）二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S于t0時(shí)刻接通，并保持通態(tài)直到tl時(shí)刻，在這一階段，電感L兩端的電壓為Ui，電感電流不斷增長(zhǎng)。二極管D處于斷態(tài)。。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S于t1時(shí)刻斷開(kāi)，二極管D導(dǎo)通，電感通過(guò)D向電容C釋放磁能，電感電流不斷減小，電感L兩端的電壓為Uo。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：t2時(shí)刻電感電流減小到零，二極管D關(guān)斷，電感電流保持零值，并且電感兩端的電壓也為零，直到t3時(shí)刻開(kāi)關(guān)S再次接通，下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期開(kāi)始。

1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電流臨界連續(xù)時(shí)電路參數(shù)分析

臨界狀態(tài)時(shí)的工作波形

二極管D的電流在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的臨界連續(xù)平均值：

電感電流峰值為

：

整理得電感電流連續(xù)條件為：

由于：電容C在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均電流為零，升降壓型電路中二極管電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值等于負(fù)載電流Io：Ｉo≥ID

2、電流臨界連續(xù)時(shí)電路參數(shù)分析臨界狀態(tài)時(shí)的工作波形二極管3、電感電流斷續(xù)時(shí)電壓傳輸比推導(dǎo)

電感電流斷續(xù)時(shí)的工作波形

S斷開(kāi)后電感的續(xù)流時(shí)間為T(mén)S，其中0≤≤(1-D)

根據(jù)電感利用伏秒平衡原則有：二極管D的電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值：

負(fù)載電流等于二極管D電流的平均值有：

電感電流峰值：

整理以上得：

整理以上得：

求解上式得：

令電壓傳輸比與占空比D和負(fù)載R相關(guān)，也與電路參數(shù)L和TS有關(guān)。

3、電感電流斷續(xù)時(shí)電壓傳輸比推導(dǎo)電感電流斷續(xù)時(shí)的工作波形5.2.4Cuk變換器S導(dǎo)通、D截止時(shí)，Ui—L—S回路和R—L1—C1—S回路有電流。電感L儲(chǔ)能，電容C1釋放能量給負(fù)載和L1，電感L1儲(chǔ)能。S關(guān)斷、D導(dǎo)通時(shí)，Ui—L—C1—D回路和R—L1—D回路有電流。電感L和電源Ui將能量釋放給電容C1，電感L1釋放能量給負(fù)載。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。假設(shè)電容C1很大，兩端電壓UC1保持不變Cuk變換器可輸出相對(duì)于輸入電壓為負(fù)極性的電壓，電路中電容C1用于存儲(chǔ)能量并把輸入能量傳送到輸出端。

5.2.4Cuk變換器S導(dǎo)通、D截止時(shí)，Ui—L—S回路和1、（電感電流連續(xù)模式）工作周期過(guò)程分析電感電流都連續(xù)的情況下，電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷2個(gè)工作狀態(tài)。S接通

S斷開(kāi)

工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S為通態(tài)，D斷開(kāi)，L和L1的電流均增加。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S為斷態(tài)，D導(dǎo)通，L經(jīng)Ui、D、C1回路續(xù)流，L1經(jīng)D和C續(xù)流。

1、（電感電流連續(xù)模式）工作周期過(guò)程分析電感電流都連續(xù)的情況2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)電感L和L1兩端電壓在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值為：

伏秒平衡UL＝0

UL1＝0

求解上式得：

------負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓極性相反，其輸出電壓既可以高于其輸入電壓，也可以低于其輸入電壓。

優(yōu)點(diǎn)（與升降壓變換電路相比）：輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)電感L和L15.3隔離型直直變換器1、單端正激型變換器（ForwardConverter)2、單端反激型變換器（FlybackConverter)3、推挽型變換器（Push-PullConverter)4、半橋型變換器（Half-BridgeConverter)5、全橋型變換器（Full-BridgeConverter)5.3隔離型直直變換器1、單端正激型變換器（Forward5.3.1

單端正激型變換器（ForwardConverter)

單端正激型變換器結(jié)構(gòu)如下圖所示，圖中變壓器的第三繞組為去磁（復(fù)位繞組），其作用是將變壓器鐵芯中存儲(chǔ)的能量（激磁能量）反送到電源中去。

因?yàn)樽儔浩鞯拇嬖冢斎牒洼敵龆藳](méi)有直接的電聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了電氣隔離。工作特點(diǎn)：Ｓ導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)變壓器1-2繞組將電能耦合到輸出端，輸出端二極管D1導(dǎo)通，D2截止，將能量釋放給電感L和負(fù)載。Ｓ關(guān)斷時(shí)，二極管D3導(dǎo)通，通過(guò)第3繞組給變壓器進(jìn)行磁復(fù)位，二極管D1截止，D2導(dǎo)通，電感L將能量釋放給負(fù)載。電容C1、C2足夠大，可認(rèn)為輸入、輸出電壓恒定。

變壓器匝數(shù)為：5.3.1單端正激型變換器（ForwardConvert一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷2個(gè)工作狀態(tài)S接通狀態(tài)S斷開(kāi)狀態(tài)一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路1、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：t0時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S接通，變壓器繞組1兩端的電壓為上正下負(fù)，與其耦合的繞組2兩端的電壓也是上正下負(fù)。因此D1處于通態(tài)，D2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長(zhǎng)，直到t1時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)；工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：t1時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電感L通過(guò)D2續(xù)流，D1關(guān)斷，L的電流逐漸下降。S承受的關(guān)斷電壓為：S接通狀態(tài)S斷開(kāi)狀態(tài)1、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～變壓器磁心復(fù)位：

變壓器的勵(lì)磁電流i1由零開(kāi)始，隨著時(shí)間的增加而線(xiàn)性增長(zhǎng)，直到S斷開(kāi)。S斷開(kāi)后到下一次再開(kāi)通的一段時(shí)間內(nèi)，必須設(shè)法使勵(lì)磁電流降回到零。否則，變壓器勵(lì)磁電流會(huì)在以后周期中逐周累積，導(dǎo)致變壓器飽和而損害變壓器。

變壓器的繞組3和二極管D3組成復(fù)位電路。其工作原理為：開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，變壓器勵(lì)磁電流通過(guò)繞組3和D3流回電源，并逐漸線(xiàn)性地下降為零。從S斷開(kāi)到繞組3的電流下降到零所需的時(shí)間trst，要求關(guān)短時(shí)間大于復(fù)位時(shí)間。變壓器磁心復(fù)位：變壓器的勵(lì)磁電流i1由零開(kāi)始，2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通的伏秒值：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷的伏秒值：因此：則：

在電流連續(xù)工作模式狀態(tài)下，單端正激型變換電路等效于一個(gè)直流變壓器，其等效變比為的占空比D和變壓器2、1繞組的匝比，和相當(dāng)于輸入電壓為的BUCK變換器。電壓調(diào)節(jié)范圍更寬。2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通的伏秒值：二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷3個(gè)工作狀態(tài)

工作狀態(tài)1（S接通）

工作狀態(tài)2（S斷開(kāi)）

工作狀態(tài)3（電感電流為零）二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：t0時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S接通，變壓器繞組1兩端的電壓為上正下負(fù)，與其耦合的繞組2兩端的電壓也是上正下負(fù)。因此，Dl處于通態(tài)，D2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長(zhǎng)，直到t1時(shí)刻，S斷開(kāi)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：t1時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電感L通過(guò)D2續(xù)流，Dl關(guān)斷，L的電流逐漸下降，直到t2時(shí)刻，電感電流降到零。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：電感電流下降到零后，二極管D2關(guān)斷，電容C向負(fù)載提供能量，直到t3時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S再次接通。1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電路參數(shù)計(jì)算

輸入輸出電壓傳輸比：

電感電流臨界連續(xù)的條件：

-------正激型變換器本質(zhì)上屬于BUCK變換器派生，電感電流臨界連續(xù)的條件和BUCK變換器一樣（該值計(jì)算與輸入電壓無(wú)關(guān)）。------單端正激型變換器電路的電壓傳輸比和降壓型電路非常相似，僅有的差別在于增加了變壓器的電壓比?？偨Y(jié)：正激型電路簡(jiǎn)單可靠，廣泛用于功率為數(shù)百瓦至數(shù)千瓦的開(kāi)關(guān)電源中；但該電路中變壓器的工作點(diǎn)僅處于磁化曲線(xiàn)平面的第1象限，變壓器沒(méi)有得到充分利用。2、電路參數(shù)計(jì)算輸入輸出電壓傳輸比：電感電流臨界連續(xù)的條5.3.2單端反激型變換器（FlybackConverter)

單端反激型變換器結(jié)構(gòu)如下圖所示，該電路可以看成是將升降壓型電路中的電感換成變壓器繞組1和繞組2相互耦合的電感而得到的，變壓器工作在儲(chǔ)能方式。因?yàn)樽儔浩鞯拇嬖?，輸入和輸出端沒(méi)有直接的電聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了電氣隔離。工作特點(diǎn)：Ｓ導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)變壓器原邊1繞組儲(chǔ)存能量，輸出端二極管D截止，輸出電容儲(chǔ)能提供給負(fù)載。Ｓ關(guān)斷時(shí)，二極管D導(dǎo)通，儲(chǔ)存在變壓器中的能量通過(guò)副邊繞組釋放給輸出電容(儲(chǔ)能）和負(fù)載。變壓器不存在復(fù)位問(wèn)題變壓器匝數(shù)為：5.3.2單端反激型變換器（FlybackConvert一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷2個(gè)工作狀態(tài)S接通狀態(tài)S斷開(kāi)狀態(tài)一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路1、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S開(kāi)通后，二極管D處于斷態(tài)，繞組1的電流線(xiàn)性增長(zhǎng)，其電感儲(chǔ)能增加。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷后，繞組1中的電流被切斷，變壓器中的磁場(chǎng)能量通過(guò)繞組2和二極管D向輸出端釋放（變壓器不存在復(fù)位問(wèn)題）。S承受的關(guān)斷電壓為：S接通狀態(tài)S斷開(kāi)狀態(tài)1、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通的（原邊繞組）伏秒值：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷的（原邊繞組）伏秒值：因此：則：

在電流連續(xù)工作模式狀態(tài)下，單端反激型變換電路等效為升降壓變換器（相當(dāng)于增加了一個(gè)匝比系數(shù)），相當(dāng)于輸出電壓為的升降壓變換器。2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通的（原邊繞二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷3個(gè)工作狀態(tài)

工作狀態(tài)1（S接通）

工作狀態(tài)2（S斷開(kāi)）

工作狀態(tài)3（電感電流為零）二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，該電路在1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S開(kāi)通后，二極管D處于斷態(tài)，繞組1的電流線(xiàn)性增長(zhǎng)，電感儲(chǔ)能增加。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S關(guān)斷后，繞組1中的電流被切斷，變壓器中的磁場(chǎng)能量通過(guò)繞組2和二極管D向輸出端釋放，直到t2時(shí)刻，變壓器中的磁場(chǎng)能量釋放完畢，繞組2中電流下降到零，D關(guān)斷。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：繞組1和繞組2中電流均為零，電容C向負(fù)載提供能量。1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電路參數(shù)計(jì)算

輸入輸出電壓傳輸比：

電感電流臨界連續(xù)的條件：

-------反激型變換器本質(zhì)上屬于升降壓變換器的派生，電感電流臨界連續(xù)的條件和升降壓變換器一樣（該值計(jì)算與輸出電壓無(wú)關(guān)）。------單端反激型變換器電路的電壓傳輸比和升降壓型電路非常相似，僅有的差別在于增加了變壓器的匝比?？偨Y(jié)：反激型變換器電路的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，元器件數(shù)少，因此成本較低，廣泛應(yīng)用于數(shù)瓦至數(shù)十瓦的小功率開(kāi)關(guān)電源中；但該電路變壓器的工作點(diǎn)也僅處于磁化曲線(xiàn)平面的第1象限，變壓器利用率低，而且開(kāi)關(guān)器件承受的電流峰值很大，不適合用于較大功率的開(kāi)關(guān)電源。2、電路參數(shù)計(jì)算輸入輸出電壓傳輸比：電感電流臨界連續(xù)的條5.3.3推挽型變換器（Push-PullConverter)

推挽型變換器結(jié)構(gòu)如下圖所示，變壓器原副邊采用中心抽頭結(jié)構(gòu)，原邊上下兩半繞組匝數(shù)相同，副邊上下兩半繞組匝數(shù)亦相同。工作特點(diǎn)：兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1和S2交替導(dǎo)通，在繞組1和繞組1兩端分別形成相位相反的交流電壓。開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)，二極管D1處于通態(tài)，開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通時(shí)，二極管D2處于通態(tài)，當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，二極管D1和D2都處于通態(tài)，各分擔(dān)電感電流的一半（原邊電流為零，磁動(dòng)勢(shì)平衡，副邊電流大小相等、方向相反）。開(kāi)關(guān)S1或S2導(dǎo)通時(shí)，電感L的電流逐漸上升；兩個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，電感L的電流逐漸下降。開(kāi)關(guān)S1和S2斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為2Ui變壓器原副半繞組匝數(shù)：5.3.3推挽型變換器（Push-PullConvert一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷4個(gè)工作狀態(tài)工作狀態(tài)1（S1接通狀態(tài)）工作狀態(tài)2（D1/D2續(xù)流狀態(tài)）工作狀態(tài)3（S2接通狀態(tài)）工作狀態(tài)4（D1/D2續(xù)流狀態(tài)）若開(kāi)關(guān)S1與S2的導(dǎo)通時(shí)間不對(duì)稱(chēng)，變壓器一次側(cè)繞組存在偏磁飽和危險(xiǎn)開(kāi)關(guān)S1和S2不能同時(shí)處于通態(tài)（避免一次繞組短路），每個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間小于周期的50%（留有死區(qū)）一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路1、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S1接通，二極管D1導(dǎo)通，電感電流流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D1、濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：所有開(kāi)關(guān)都處于斷態(tài)，變壓器繞組1中的電流為零，電感通過(guò)D1和D2續(xù)流，每個(gè)二極管流過(guò)電感電流的一半。電感L的電流逐漸下降。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S2接通，二極管D2導(dǎo)通，電感電流流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D2、濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)4（t3～t4時(shí)段）：與工作狀態(tài)2相同。工作狀態(tài)1工作狀態(tài)2-4工作狀態(tài)31、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通的伏秒值：開(kāi)關(guān)S1關(guān)斷（D1/D2續(xù)流）的伏秒值：因此：則：

相當(dāng)于兩個(gè)正激變換器在一個(gè)周期內(nèi)對(duì)稱(chēng)工作，對(duì)變壓器原邊而言，一半繞組處于正激工作模式時(shí)，對(duì)另外一半繞組進(jìn)行磁復(fù)位。因?yàn)楣ぷ鳡顟B(tài)1、2和工作狀態(tài)3、4為對(duì)稱(chēng)關(guān)系，取半個(gè)周期計(jì)算：2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通的伏秒值二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流斷續(xù)狀態(tài)時(shí)電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷6個(gè)工作狀態(tài)工作狀態(tài)1（S1接通狀態(tài)）工作狀態(tài)2（D1/D2續(xù)流狀態(tài)）工作狀態(tài)4（S2接通狀態(tài)）工作狀態(tài)5（D1/D2續(xù)流狀態(tài)）工作狀態(tài)3（電感電流為零）工作狀態(tài)6（電感電流為零）二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流斷續(xù)狀態(tài)時(shí)電路1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S1接通，二極管D1導(dǎo)通，電感電流流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D1、濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：所有開(kāi)關(guān)都處于斷態(tài)，變壓器繞組1中的電流為零，電感通過(guò)D1和D2續(xù)流，每個(gè)二極管流過(guò)電感電流的一半。電感L的電流逐漸下降。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：電感電流保持零值，電容C向負(fù)載R供電。直到t3時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S2接通。工作狀態(tài)4（t3～t4時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S2接通，二極管D2導(dǎo)通，電感電流流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D2、濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)5（t4～t5時(shí)段）：與工作狀態(tài)2相同。工作狀態(tài)6（t5～t6時(shí)段）：與工作狀態(tài)3相同。1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電路參數(shù)計(jì)算

輸入輸出電壓傳輸比：

電感電流臨界連續(xù)的條件：

-------推挽型變換器本質(zhì)上和BUCK變換器相似，取半個(gè)周期計(jì)算。------推挽型變換器電路的電壓傳輸比和降壓型電路相同，取半個(gè)周期計(jì)算。總結(jié)：應(yīng)用于中等功率等級(jí)，需要解決原邊繞組偏磁問(wèn)題。2、電路參數(shù)計(jì)算輸入輸出電壓傳輸比：電感電流臨界連續(xù)的條5.3.4半橋型變換器（

HalfBridgeConverter)

半橋型變換器結(jié)構(gòu)如下圖所示，變壓器副邊采用中心抽頭結(jié)構(gòu)，變壓器一次側(cè)兩端分別連接在電容C1、C2的連接點(diǎn)和開(kāi)關(guān)Sl、S2的連接點(diǎn)。工作特點(diǎn)：電容C1、C2的電壓均為Ui/2。（實(shí)際應(yīng)用中要求電壓均衡）S1開(kāi)通、S2關(guān)斷時(shí)，C1上儲(chǔ)能經(jīng)變壓器傳遞到二次側(cè)，此時(shí)電源經(jīng)S1、變壓器向C2充電，C2儲(chǔ)能增加。S1關(guān)斷、S2導(dǎo)通時(shí)，C2上儲(chǔ)能經(jīng)變壓器傳遞到二次側(cè)，此時(shí)電源經(jīng)變壓器、S2向C1充電，C1儲(chǔ)能增加。開(kāi)關(guān)S1和S2斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為UiSl與S2交替導(dǎo)通，使變壓器一次側(cè)形成幅值為Ui/2的交流電壓，變壓器二次側(cè)電壓經(jīng)D1、D2整流，L、C濾波后即得到直流輸出電壓。原邊繞組匝數(shù)：副邊半繞組匝數(shù)：5.3.4半橋型變換器（HalfBridgeCon一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷4個(gè)工作狀態(tài)工作狀態(tài)1（S1接通狀態(tài)）工作狀態(tài)2（D1/D2續(xù)流狀態(tài)）工作狀態(tài)3（S2接通狀態(tài)）工作狀態(tài)4（D1/D2續(xù)流狀態(tài)）為了避免上下兩開(kāi)關(guān)在換相過(guò)程中發(fā)生“直通”而造成短路損壞開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)各自的導(dǎo)通時(shí)間不能超過(guò)周期的50%，并應(yīng)留有裕量。一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路1、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)Sl導(dǎo)通時(shí)，二極管Dl處于通態(tài)，電感電流流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D1和濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)Sl、S2都處于斷態(tài)，D1和D2都處于通態(tài)，各分擔(dān)一半的電流。電感L的電流逐漸下降。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通時(shí)，二極管D2處于通態(tài)，電感電流流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D2和濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)4（t3～t4時(shí)段）：與工作狀態(tài)2相同。工作狀態(tài)1工作狀態(tài)2-4工作狀態(tài)31、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通的伏秒值：開(kāi)關(guān)S1關(guān)斷（D1/D2續(xù)流）的伏秒值：因此：則：

電壓傳輸比和BUCK、推挽變換器具有相似性。因?yàn)楣ぷ鳡顟B(tài)1、2和工作狀態(tài)3、4為對(duì)稱(chēng)關(guān)系，取半個(gè)周期計(jì)算：2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通的伏秒值二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流斷續(xù)狀態(tài)時(shí)電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷6個(gè)工作狀態(tài)工作狀態(tài)1（S1接通狀態(tài)）工作狀態(tài)2（D1/D2續(xù)流狀態(tài)）工作狀態(tài)4（S2接通狀態(tài)）工作狀態(tài)5（D1/D2續(xù)流狀態(tài)）工作狀態(tài)3（電感電流為零）工作狀態(tài)6（電感電流為零）二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流斷續(xù)狀態(tài)時(shí)電路1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：t0時(shí)刻，開(kāi)關(guān)Sl接通，繞組1兩端的電壓為上正下負(fù)，繞組2兩端的電壓也是上正下負(fù)，Dl處于通態(tài)，D2為斷態(tài)。電感L的電流逐漸增長(zhǎng)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：開(kāi)關(guān)Sl、S2都處于斷態(tài)，變壓器繞組1中的電流為零，電感通過(guò)D1和D2續(xù)流，每個(gè)二極管流過(guò)電感電流的一半。電感L的電流逐漸下降為零。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：電感電流保持零值，電容C向負(fù)載R供電。直到t3時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S2接通。工作狀態(tài)4（t3～t4時(shí)段）：t3時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S2開(kāi)通，繞組1兩端的電壓為下正上負(fù)，與其耦合的繞組2兩端的電壓為下正上負(fù)，D2處于通態(tài)，Dl為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長(zhǎng)。工作狀態(tài)5（t4～t5時(shí)段）：與工作狀態(tài)2相同。工作狀態(tài)6（t5～t6時(shí)段）：與工作狀態(tài)3相同。1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電路參數(shù)計(jì)算

輸入輸出電壓傳輸比：

電感電流臨界連續(xù)的條件：

-------半橋型變換器本質(zhì)上和BUCK變換器相似，取半個(gè)周期計(jì)算。------半橋型變換器電路的電壓傳輸比和降壓型電路相似，取半個(gè)周期計(jì)算?？偨Y(jié)：應(yīng)用于中等功率等級(jí)，變壓器隔直作用，不存在偏磁問(wèn)題。2、電路參數(shù)計(jì)算輸入輸出電壓傳輸比：電感電流臨界連續(xù)的條5.3.5全橋型變換器（

FullBridgeConverter)

全橋型變換器結(jié)構(gòu)如下圖所示，4個(gè)開(kāi)關(guān)組成，副邊采用橋式整流。工作特點(diǎn)：互為對(duì)角的兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，而同一側(cè)半橋上下兩個(gè)開(kāi)關(guān)交替導(dǎo)通，將直流電壓逆變成幅值為Ui的交流電壓u1，加在變壓器一次側(cè)。改變開(kāi)關(guān)的占空比，就可以改變整流電壓ud的平均值，也就改變了輸出電壓Uo。每個(gè)開(kāi)關(guān)斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為Ui。變壓器匝數(shù)為：5.3.5全橋型變換器（FullBridgeCon一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷4個(gè)工作狀態(tài)工作狀態(tài)1（S1/S4D1/D4導(dǎo)通）工作狀態(tài)2（D1/D4D2/D3續(xù)流狀態(tài)）若S1、S4與S2、S3的導(dǎo)通時(shí)間不對(duì)稱(chēng)，會(huì)出現(xiàn)偏磁問(wèn)題（一次側(cè)回路中串聯(lián)一個(gè)電容解決）。為了避免上下兩開(kāi)關(guān)在換相過(guò)程中發(fā)生“直通”而造成短路損壞開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)各自的導(dǎo)通時(shí)間不能超過(guò)周期的50%，并應(yīng)留有裕量。工作狀態(tài)3（S2/S3D3/D3導(dǎo)通）工作狀態(tài)4（D1/D4D2/D3續(xù)流狀態(tài)）一、（電感電流連續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流連續(xù)狀態(tài)時(shí)電路1、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)Sl、S4接通，二極管D1、D4導(dǎo)通，電感電流流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D1與D4、濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：所有開(kāi)關(guān)都處于斷態(tài)，變壓器繞組1中的電流為零，電感通過(guò)D1、D4和D2、D3續(xù)流，每個(gè)二極管流過(guò)電感電流的一半。電感L的電流逐漸下降。工作狀態(tài)3（t2～t3時(shí)段）：開(kāi)關(guān)S2、S3接通，二極管D2、D3導(dǎo)通，電感電流流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D2與D3、濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)4（t3～t4時(shí)段）：與工作狀態(tài)2相同。1、電感電流連續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S1/S4導(dǎo)通的伏秒值：開(kāi)關(guān)S1/S4關(guān)斷（續(xù)流）的伏秒值：因此：則：

電壓傳輸比和BUCK、推挽、半橋變換器具有相似性。因?yàn)楣ぷ鳡顟B(tài)1、2和工作狀態(tài)3、4為對(duì)稱(chēng)關(guān)系，取半個(gè)周期計(jì)算：2、電壓傳輸比推導(dǎo)(利用電感伏秒平衡)開(kāi)關(guān)S1/S4導(dǎo)通二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流斷續(xù)狀態(tài)時(shí)電路在1個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)經(jīng)歷6個(gè)工作狀態(tài)工作狀態(tài)3（電感電流為零）工作狀態(tài)1（S1/S4D1/D4導(dǎo)通）工作狀態(tài)2（D1/D4D2/D3續(xù)流狀態(tài)）工作狀態(tài)4（S2/S3D3/D3導(dǎo)通）工作狀態(tài)6（電感電流為零）工作狀態(tài)5（D1/D4D2/D3續(xù)流狀態(tài)）二、（電感電流斷續(xù)模式）工作原理與推導(dǎo)電感電流斷續(xù)狀態(tài)時(shí)電路1、電感電流斷續(xù)時(shí)電路的周期工作過(guò)程分析工作狀態(tài)1（t0～t1時(shí)段）：開(kāi)關(guān)Sl、S4接通，二極管D1、D4導(dǎo)通，電感電流經(jīng)變壓器繞組2、二極管D1與D4、濾波電容C及負(fù)載R，電感電流增長(zhǎng)。工作狀態(tài)2（t1～t2時(shí)段）：所有開(kāi)關(guān)都處于斷態(tài)，變壓器繞組1中的電流為零，電感通過(guò)二極管