电压双象限Buck-Boost电路拓扑及分析

电源技术论文电压双象限Buck-Boost电路拓扑及分析摘要:在传统全桥电路的基础上利用单象限电路研究新的电路,达到拓宽现有电路拓扑应用领域的目的。介绍了电压双象限Buck,Boost,Buck/Boost电路以及对他们的开关器件关断和开通的分析。关键词:变换器;拓扑;双象限;电压控制引言在直流变换中不产生电能形式变化,只产生直流电参数的变化。DC/DC变换器具有成本低、重量轻、可靠性高、结构简单等特点,因此,在工业领域和实验室得到了广泛应用。单象限直流电压变换器电路的特点是输出电压平均值Uo跟随占空比D值而变,但不管D为何值,Uo的极性则始终不变,这对于直流开关稳压电源一类的应用场所是能够满足要求的。但对于直流调速电源,负载为直流电动机时,上述性能便不能满足要求,因而发展了多象限直流电压变换电路。双象限电路分为输出电流平均值Io极性可变的电路与输出电压平均值Uo极性可变的电路两类,通常前一种电路称为电流双象限电路,后一种电路称为电压双象限电路。电流双象限电路是指输出电流平均值Io的幅值和极性均随控制信号us而变化,但输出电压平均值Uo的极性却始终为正,即电路可运行于第一和第二象限。电压双象限电路是指输出电压平均值Uo的幅值和极性均随控制信号us而变化,但输出电流平均值Io却始终为正,即电路可运行于第一和第四象限。本文将对电压双象限BuckBoost电路进行分析。1Buck电路1.1电路结构主电路如图1所示。用电感、内阻和等效电压串联电路表示有源负载,桥的直流输入端并联滤波电容。这是一个全桥电路结构,桥的每臂用全控型器件(S1,S2)和不控型器件(D1,D2)组成。S1及S2的控制采用PWM控制,这样可以调节D值,并且及时检测负载的运行状况,由此控制开关的关断和开通。此电路的元器件、电源、负