電力電子技術(shù)PowerElectronics電力電子技術(shù)PowerElectronics1第3章DC－DC變換器

12345復(fù)合型DC－DC變換器

變壓器隔離型DC/DC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7本章習(xí)題第3章DC－DC變換器12345復(fù)合型DC－DC變換器2DC-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(kāi)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(chēng)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(chēng)之為DC-DC電流變換器（習(xí)慣上所稱(chēng)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器DC-DC變換器（DC-DCconverter）是指能將一3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(lèi)型：降壓型（減流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)buck變換器升壓型（增流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)boost變換器升－降壓型（增－減流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)boost－buck變換器降－升壓型（減－增流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)buck－boost變換器目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型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4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(wú)變壓器的非隔離型DC-DC變換器

為討論方便，本章所簡(jiǎn)稱(chēng)的buck變換器、boost變換器、buck－boost變換器及boost－buck變換器，除特加說(shuō)明外，一般均指無(wú)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，然后介紹隔離型DC-DC變換器的基本原理及其特性。

目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型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53.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型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)：u1u2w1w2Φ如何改變直流電壓？3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄如圖所示，在變壓器的一63.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器如左圖所示。通過(guò)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(guò)與負(fù)載電阻電流相同的電流，將產(chǎn)生大的損耗。使用開(kāi)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(wú)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(chēng)為直流斬波器。3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄如左圖所示。通過(guò)串聯(lián)可7工程上，一般將以開(kāi)關(guān)管按一定控制規(guī)律調(diào)制且無(wú)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(chēng)為斬波器（Chopper）當(dāng)完成AC-AC變換時(shí)，稱(chēng)之為交流斬波器（ACChopper）；而當(dāng)完成DC-DC變換時(shí)，則稱(chēng)之為直流斬波器（DCChopper）這種開(kāi)關(guān)管按一定調(diào)制規(guī)律通斷的控制為斬波控制

3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器工程上，一般將以開(kāi)關(guān)管按一定控制規(guī)律調(diào)制且無(wú)變壓器隔離的DC83.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)斬波控制按開(kāi)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，PulseWidthModulation）這種控制方式是指開(kāi)關(guān)管調(diào)制信號(hào)的周期固定不變，而開(kāi)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(kāi)關(guān)管導(dǎo)通信號(hào)的寬度固定不變，而開(kāi)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(kāi)關(guān)變換器最常用的開(kāi)關(guān)斬波控制方式，也是本章討論所涉及的主要開(kāi)關(guān)控制方式。目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)斬波控制按開(kāi)關(guān)管調(diào)制規(guī)律的93.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)直流斬波器實(shí)際上是一類(lèi)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boost-buck型DC-DC變換器

buck-boost型DC-DC變換器

目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)直流斬波器實(shí)際上是一類(lèi)基本10DC-DC變換器主要完成電壓變換或電流變換功能，那么如何完成這一變換呢？3.1.1buck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(guò)開(kāi)關(guān)管VT與負(fù)載RL相串聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓等于輸入電壓，Uo＝Ui；而當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，輸出電壓等于零，Uo＝0。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Uo≤Ui，可見(jiàn)，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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器DC-DC變換器主要完成電壓變換或電流變換功能，那么如何完成113.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題的提出圖3-1a所示的原理電路實(shí)現(xiàn)了基本的buck型電壓變換，但buck型電壓變換電路的輸出電壓是脈動(dòng)的，如何進(jìn)行改進(jìn)？？為了減小輸出電壓脈動(dòng)幅度，可以考慮在電路中加入適當(dāng)?shù)臑V波環(huán)節(jié)（提示：電容電壓不突變，可用于濾平電壓脈動(dòng)。）目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)123.1.1buck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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)為抑133.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)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(kāi)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Uo≠Ui，當(dāng)開(kāi)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(kāi)關(guān)管VT流入很大的短路電流而毀壞？目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題的提出14L3.1.1buck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(kāi)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(kāi)關(guān)管VT的支路中目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器L3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)在圖3-153.1.1buck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(kāi)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)在上述改進(jìn)16DC-DC電流變換原理電路及輸入、輸出波形3.1.1buck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(guò)開(kāi)關(guān)管VT與負(fù)載RL相并聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，輸出電流等于輸入電流，即Io＝Ii；而當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，輸出電流等于零，即Io＝0?；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Io≤Ii?？梢?jiàn)，圖3-1b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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器DC-DC電流變換原理電路及輸入、輸出波形3.1.1bu173.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題的提出圖3-1b所示的原理電路實(shí)現(xiàn)了基本的buck型電流變換，但buck型電流變換電路的輸出電流是脈動(dòng)的，如何進(jìn)行改進(jìn)？？為了減小輸出電流的脈動(dòng)幅度，也可以考慮在電路中加入適當(dāng)?shù)臑V波環(huán)節(jié)（提示：電感中的電流不突變，可用于濾平電流脈動(dòng)）目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)18L3.1.1buck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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器L3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)為抑制輸193.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)圖3-2b所示的DC-DC去脈動(dòng)電流變換器電路中，由于Io≠I(mǎi)i，當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT斷開(kāi)

時(shí)，電感L將感應(yīng)出極高的電壓，從而使開(kāi)關(guān)管VT過(guò)電壓而毀壞如何限制電壓電流應(yīng)力？為了限制開(kāi)關(guān)管的電壓、電流應(yīng)力，可以考慮在電路中加入適當(dāng)?shù)木彌_環(huán)節(jié)（如緩沖電感，續(xù)流二極管，緩沖電容，箝位二極管）目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)圖3-2b203.1.1buck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(kāi)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(kāi)關(guān)管VT的兩端C目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)在圖3-2213.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)為了避免開(kāi)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)為了避免開(kāi)223.1.1buck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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)DC-DC233.1.1buck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(wú)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)針對(duì)圖3243.1.1buck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(chēng)為緩沖電路（或緩沖單元）目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)一般將上述25

3.1.2boost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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)以上討26

3.1.2boost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(kāi)關(guān)管的開(kāi)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)從圖327

3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2)

若令變換器電路中的開(kāi)關(guān)管、二極管、電容、電感均為理想無(wú)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*Ii＝Uo*Io。由于該變換器電路的降壓變換功能，使Uo≤Ui，因此，Io≥Ii

boost型電流變換器電路

Uo↓Io↑目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)bo28

3.1.2boost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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄29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(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率（單位時(shí)間內(nèi)開(kāi)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

3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型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b30

3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)2）若令變換器電路中的開(kāi)關(guān)管、二極管、電容、電感均為理想無(wú)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*ii＝uo*io。由于該變換器電路的buck型變換功能，使Io≤Ii，因此，uo≥ui

boost型電壓變換器電路

Io↓Uo↑目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)313.1.2boost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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄32電力電子技術(shù)PowerElectronics電力電子技術(shù)PowerElectronics33第3章DC－DC變換器

12345復(fù)合型DC－DC變換器

變壓器隔離型DC/DC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7本章習(xí)題第3章DC－DC變換器12345復(fù)合型DC－DC變換器34DC-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(kāi)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(chēng)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(chēng)之為DC-DC電流變換器（習(xí)慣上所稱(chēng)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器DC-DC變換器（DC-DCconverter）是指能將一35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(lèi)型：降壓型（減流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)buck變換器升壓型（增流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)boost變換器升－降壓型（增－減流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)boost－buck變換器降－升壓型（減－增流型）DC-DC變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)buck－boost變換器目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型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36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(wú)變壓器的非隔離型DC-DC變換器

為討論方便，本章所簡(jiǎn)稱(chēng)的buck變換器、boost變換器、buck－boost變換器及boost－buck變換器，除特加說(shuō)明外，一般均指無(wú)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，然后介紹隔離型DC-DC變換器的基本原理及其特性。

目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型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373.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型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)：u1u2w1w2Φ如何改變直流電壓？3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄如圖所示，在變壓器的一383.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器如左圖所示。通過(guò)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(guò)與負(fù)載電阻電流相同的電流，將產(chǎn)生大的損耗。使用開(kāi)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(wú)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(chēng)為直流斬波器。3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄如左圖所示。通過(guò)串聯(lián)可39工程上，一般將以開(kāi)關(guān)管按一定控制規(guī)律調(diào)制且無(wú)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(chēng)為斬波器（Chopper）當(dāng)完成AC-AC變換時(shí)，稱(chēng)之為交流斬波器（ACChopper）；而當(dāng)完成DC-DC變換時(shí)，則稱(chēng)之為直流斬波器（DCChopper）這種開(kāi)關(guān)管按一定調(diào)制規(guī)律通斷的控制為斬波控制

3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器工程上，一般將以開(kāi)關(guān)管按一定控制規(guī)律調(diào)制且無(wú)變壓器隔離的DC403.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)斬波控制按開(kāi)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，PulseWidthModulation）這種控制方式是指開(kāi)關(guān)管調(diào)制信號(hào)的周期固定不變，而開(kāi)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(kāi)關(guān)管導(dǎo)通信號(hào)的寬度固定不變，而開(kāi)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(kāi)關(guān)變換器最常用的開(kāi)關(guān)斬波控制方式，也是本章討論所涉及的主要開(kāi)關(guān)控制方式。目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)斬波控制按開(kāi)關(guān)管調(diào)制規(guī)律的413.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)直流斬波器實(shí)際上是一類(lèi)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boost-buck型DC-DC變換器

buck-boost型DC-DC變換器

目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)直流斬波器實(shí)際上是一類(lèi)基本42DC-DC變換器主要完成電壓變換或電流變換功能，那么如何完成這一變換呢？3.1.1buck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(guò)開(kāi)關(guān)管VT與負(fù)載RL相串聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓等于輸入電壓，Uo＝Ui；而當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，輸出電壓等于零，Uo＝0。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Uo≤Ui，可見(jiàn)，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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器DC-DC變換器主要完成電壓變換或電流變換功能，那么如何完成433.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題的提出圖3-1a所示的原理電路實(shí)現(xiàn)了基本的buck型電壓變換，但buck型電壓變換電路的輸出電壓是脈動(dòng)的，如何進(jìn)行改進(jìn)？？為了減小輸出電壓脈動(dòng)幅度，可以考慮在電路中加入適當(dāng)?shù)臑V波環(huán)節(jié)（提示：電容電壓不突變，可用于濾平電壓脈動(dòng)。）目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)443.1.1buck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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)為抑453.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)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(kāi)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Uo≠Ui，當(dāng)開(kāi)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(kāi)關(guān)管VT流入很大的短路電流而毀壞？目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題的提出46L3.1.1buck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(kāi)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(kāi)關(guān)管VT的支路中目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器L3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)在圖3-473.1.1buck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(kāi)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)在上述改進(jìn)48DC-DC電流變換原理電路及輸入、輸出波形3.1.1buck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(guò)開(kāi)關(guān)管VT與負(fù)載RL相并聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT關(guān)斷時(shí)，輸出電流等于輸入電流，即Io＝Ii；而當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)，輸出電流等于零，即Io＝0。基本電流變換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Io≤Ii?？梢?jiàn)，圖3-1b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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器DC-DC電流變換原理電路及輸入、輸出波形3.1.1bu493.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題的提出圖3-1b所示的原理電路實(shí)現(xiàn)了基本的buck型電流變換，但buck型電流變換電路的輸出電流是脈動(dòng)的，如何進(jìn)行改進(jìn)？？為了減小輸出電流的脈動(dòng)幅度，也可以考慮在電路中加入適當(dāng)?shù)臑V波環(huán)節(jié)（提示：電感中的電流不突變，可用于濾平電流脈動(dòng)）目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)50L3.1.1buck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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器L3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)為抑制輸513.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)圖3-2b所示的DC-DC去脈動(dòng)電流變換器電路中，由于Io≠I(mǎi)i，當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT斷開(kāi)

時(shí)，電感L將感應(yīng)出極高的電壓，從而使開(kāi)關(guān)管VT過(guò)電壓而毀壞如何限制電壓電流應(yīng)力？為了限制開(kāi)關(guān)管的電壓、電流應(yīng)力，可以考慮在電路中加入適當(dāng)?shù)木彌_環(huán)節(jié)（如緩沖電感，續(xù)流二極管，緩沖電容，箝位二極管）目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)圖3-2b523.1.1buck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(kāi)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(kāi)關(guān)管VT的兩端C目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)在圖3-2533.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)為了避免開(kāi)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)為了避免開(kāi)543.1.1buck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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)DC-DC553.1.1buck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(wú)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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)針對(duì)圖3563.1.1buck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(chēng)為緩沖電路（或緩沖單元）目錄學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.1buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)一般將上述57

3.1.2boost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)3.1DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.1Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)

3.1.3Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)3.2DC-DC變換器換流及其特性分析3.3復(fù)合型DC-DC變換器3.4變壓器隔離型DC-DC變換器3.1.2boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu)以上討58