【脉宽调制DCDC功率变换学习笔记008】DCDC功率变换器电路-Buck/Boost变换器

1.CCM的稳态分析

        Buck/Boost变换器、导通和关断子电路以及主要的电路波形如图4.10所示。变换器的稳态运行用图4.10c中的电路波形进行了说明。伏-秒平衡条件应用于电感器有

                    (4.34)

        得到Buck/Boost变换器的电压增益为

                                            (4.35)

        增益公式预测当占空比在0<D<1之间时，输出电压从零变化到无穷大。然而，与Boost变换器一样，当考虑非理想电路元器件时，电压增益会偏离理想值。电压增益被修改为

                 (4.36)

在电感器绕组电阻R存在的情况下。与实际Boost变换器的电压增益相同。

        电感电流的偏移为

       (4.37)

开关电流和二极管电流的平均值确定为

                                                     

                                 (4.38)

        与Boost变换器相同，负载电流由二极管电流提供。因此，二极管平均电流成为负载电流。所以，电感器电流的平均值为

                     (4.39)

        电感器电流的最大值为

                         (4.40)

        最小值为

                         (4.41)

2.DCM稳态分析

        CCM/DCM边界条件，可得

                         （4.44）

        负载电阻临界值可由下式给出

                            (4.45)

变换器进入DCM工作，此时负载电阻大于Rcrit。

        Buck/Boost变换器的主要DCM波形如图4.13所示。将伏-秒平衡条件应用于电感器的计算：

                   (4.46)

化简为

                                    (4.47)

        令二极管平均电流与负载电流相等，就可以得出结论

                     (4.48)

式中，D1为

                         (4.49)

        最后，通过结合式(4.47)和式(4.49)，DCM电压增益为

                        (4.50)

        与Buck和Boost变换器一样，电压增益与负载电阻也成正比。此外，若占空比相同，DCM电压增益通常大于CCM电压增益。