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压反向,D1,D2正偏导通,等效电路如图3a所示,输出电压Uo为-Ud,负载反馈能量。(0≤t≤DT)S1断开,S2导通,负载电流由D2换到S2中。等效电路如图3b所示,Uo的值为零。输出电压平均值为Uo-DUd由以上分析可知此电路及其控制策略可以实现双象限Buck电路功能。
f2Boost电路
f21电路结构主电路如图4所示。图中S1,S2,S3为全控型器件,D1及D2为不控型器件。负载依然为有源负载,直流输入端串联电感。S1,S2,S3的控制采用PWM控制,此电路的元器件、电源、负载同样假设为理想的。输出滤波电感足够大,可保证负载电流连续,且线性升降。可以看出,本电路的设计思想也是利用全桥实现双象限运行,其好处在于简单、可靠。
f22工作原理221运行于第一象限DT≤t≤TS1断开,S2及S3均导通,等效电路如图5a所示,电感电压ULUd-Uo。0≤t≤DT)S1,S2,S3均导通,等效电路如图5b所示,电感电压ULUd。输出电压平均值为UoUd(1-D)
222运行于第四象限DT≤t≤TS1,S2,S3均断开,电感端电压反向,D1及D2正偏导通,等效电路如图6a所示,电感电压ULUd+Uo。(0≤t≤DT)S1导通,S2及S3均断开,等效电路如图6b所示,电感电压ULUd。输出电压平均值为Uo-Ud(1-D)3BuckBoost电路31电路结构主电路如图7所示。图中S0,S1,S2,S3,S4为全控型器件。负载依然为有源负载,直流输入端并联电感Lo。所有开关均采用PWM控制,此电路的元器
f件、电源、负载同样假设为理想的。输出滤波电感足够大,可保证负载电流连续,且线性升降。此电路与双象限Boost电路不同之处是主开关与电感相互交换位置。也是利用单象限BuckBoost电路的主电路衍生出来的,并利用全桥全控电路实现双象限功能。改变占空比D可以实现升压或降压功能。
f32工作原理321运行于第一象限(0≤t≤DT)S0,S1,S2均导通,S3及S4断开,等效电路如图8a所示,电感电压ULUd。DT≤t≤TS0,S1及S3断开,S2及S4导通,等效电路如图8b所示,电感电压UL-Uo。322运行于第四象限DT≤t≤TS0,S2,S4断开,S1及S3导通,电感端电压反向,等效电路如图9a所示,电感电压ULUo。(0≤t≤DT)S0,S3,S4导通,S1及S2断开,等效电路如图9b所示,电感电压ULUd。输出电压平均值为UoDUd1D
f4结束本文在传统的单象限Buck、Boost、BuckBoost电路的基本上衍生了双象限的Buck、Boost、BuckBoost电路,并且分析了其具体的工作过程。本文的分析为双象限电路及直流变换电路的研究提供了新的思路。
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