合肥工业大学电力电子技术第九讲第三章

电力电子技术PowerElectronics3.2.3boost变换器换流及其特性分析

----3.2.3.1boost变换器的换流状态boost变换器的电路结构如图3-8a所示，根据其中的开关管和二极管不同通断组合时，可形成不同的换流状态，boost变换器不同换流状态时的换流电路如图3-8所示图3-8b所示开关状态1时的换流电路开关管VT导通时，二极管VD承受反压而关断，此时，输入电源通过电感L储能，因此IL增加，从而使电感L中的磁能亦增加，这时的负载仅靠输出电容C的储能供电目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器图3-8c所示开关状态2时的换流电路开关管VT关断时，由于电感电流不能突变，此时二极管VD导通，且电源Ud和电感L通过二极管VD同时向负载供电，并对输出电容充电，IL减少图3-8d所示开关状态3时的换流电路与电流连续时的情况不同，当电感L电流衰减到零以前，若开关管VT还未导通，则电感电流断续，此时，开关管VT、二极管VD全都关断，并仅由电容向负载提供能量目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.3.1boost变换器的换流状态boost变换器电路工作状态定义同buck变换器电路（电流连续，电流断续，临界状态）boost变换器中的缓冲元件是电感L，因此讨论boost变换器的电流连续或断续工作状态也是针对其中的电感L而言的开关状态1、2对应的换流表示了boost变换器电流连续时的工作过程开关状态1、2、3对应的换流表示了boost变换器电流断续时的工作过程3.2.3.1boost变换器的换流状态目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器boost变换器中电感电流连续时的相关波形如图3-8e所示

目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.3.1boost变换器的换流状态boost变换器中电感电流断续时的相关波形如图3-8f所示

3.2.3.1boost变换器的换流状态目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器

1．稳态电压增益GVboost变换器的稳态电压增益指：稳态条件下，变换器输出平均电压Uo与输入平均电压Ui的比值，即GV＝Uo/Ui。由于boost变换器中的缓冲元件是电感L，对电感L利用伏秒平衡特性进行分析得式（3-19）

目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析令PWM占空比D=ton/Ts，则从式（3-19）可求出boost变换器的电感电流连续时的稳态电压增益GV为

式（3-20）由于D≤1，即boost变换器的稳态电压增益GV≥1，因此boost变换器具有升压特性，并且变换器的稳态输出平均电压与（1－D）成反比

3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器

2．稳态电流增益GIboost变换器的稳态电流增益是指：稳态条件下，变换器输出电流平均Io与输入平均电流Ii的比值，即GI＝Io/Ii。由于讨论的是无损的理想变换器，变换器的输入输出功率平衡，即Ii

Ui=Io

Uo，这样，由式（3-20）易求出boost变换器电感电流连续时的的稳态电流增益GI为

由于D≤1，即boost变换器的稳态电流增益GI≤1，因此，boost变换器具有减流特性，并且变换器的稳态输出平均电流Io与（1－D）成正比。

式（3-21）3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器

3．稳态电感电流脉动量由于有限的电感和有限的开关频率，在稳态条件下，boost变换器的电感电流实际是脉动的如图3-8e所示当t＝0时，开关管VT导通，若电感L、电容C足够大，此时，电容电压近似不变，而电感电流iL线性增加目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析当t＝D·Ts＝ton时，电感电流iL增加至最大值ILmaxt＝0～ton期间（开关管VT导通期间）的电流增量ΔiL＋为

式（3-22）3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器当t＝ton时开关管VT关断，若电感L、电容C足够大，电容电压近似不变，而电感电流iL线性减小当t＝Ts时，电感电流iL减小至最小值ILmint＝ton～Ts期间（开关管VT关断期间）的电流增量ΔiL-为

式（3-23）目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析稳态时，ΔiL＋＝ΔiL-＝ΔiL，因此，电感电流最大值ILmax、最小值ILmin分别为

（3-24）（3-25）3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析

4．开关管VT的电流、电压的定量关系

①流过开关管VT的平均电流IS为

IS＝Ii－Io＝DIo/(1－D)②流过开关管VT的最大电流ISmax和变换器电感电流最大值ILmax相等，即ISmax

＝ILmax③开关管关断时所承受的正向电压等于变换器的输出电压

目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.3.2电流连续时的boost变换器

基本特性分析

5．二极管VD的电流、电压的定量关系

①稳态时，由于输出电容的平均电流为零，因此，流过二极管VD的平均电流ID为ID＝Io②流过二极管VD的最大电流IDmax和变换器电感电流最大值ILmax相等，即IDmax＝ILmax③二极管VD截止时所承受的反向电压等于变换器的输出电压目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器

buck-boost电路设L值很大，C值也很大。使电感电流iL和电容电压即负载电压uo基本为恒值。基本工作原理V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电。V断时，L的能量向负载释放，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路buck-boost电路稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即所以输出电压为：V处于通态uL=EV处于断态uL=-

uo（3-40）3.2.4cuk变换器换流及其特性分析

----3.2.4.1cuk变换器的换流状态cuk变换器的电路结构如图3-9a所示，根据其中的开关管和二极管不同通断组合时，可形成不同的换流状态，cuk变换器不同换流状态时的等值电路如图3-9所示如图3-9b所示开关状态1时的换流电路当开关管VT导通时二极管VD因承受反压UC1而关断，此时，输入电源通过电感L1储能，因此iL1增加，从而使电感L1中的磁能亦增加。同时电容C1向电感L2和电容C2充电，并向负载供电，从而使电感L2中的磁能亦增加b)b)目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.1cuk变换器的换流状态如图3-9c所示开关状态2时的换流电路当开关管VT关断时，由于电流连续即iL1＋iL2>0，因此二极管VD导通，且电源Ui和电感L1通过二极管VD同时向电容C1充电，电感L1中的磁能减少。与此同时，电感L2通过二极管VD向电容C2充电，并同时向负载供电，使电感L2中的磁能减少如图3-9d所示开关状态3时的换流电路与电流连续时的情况不同，当iL1＋iL2衰减到零以前，若开关管VT还未导通则开关管VT、二极管VD全都关断，并仅由电容向负载提供能量目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.1cuk变换器的换流状态电路换流状态的定义当iL1＋iL2>0时，cuk变换器工作在电流连续状态当一段时间中存在iL1＋iL2＝0，则cuk变换器工作在电流断续状态若只有一瞬时时刻存在iL1＋iL2＝0，则cuk变换器工作在临界状态临界状态是电流连续状态的一种特例注意：由于图3-9所示的cuk变换器有两个缓冲电感元件L1、L2，因此讨论cuk变换器的电流连续或断续工作状态是针对其中电感L1、L2的电流之和（iL1＋iL2）而言的。目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.1cuk变换器的换流状态开关状态1、2对应的换流表示了cuk变换器电流连续时的工作过程(即iL1＋iL2>0。当其中的开关管VT导通时，二极管VD能瞬时关断，而当其中的开关管VT关断时，二极管VD能瞬时导通)开关状态1、2、3对应的换流表示了cuk变换器电流断续时的工作过程目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.1cuk变换器的换流状态cuk变换器中电感电流连续时的相关波形如图3-9e所示

目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.1cuk变换器的换流状态cuk变换器中电感电流断续时的相关波形如图3-9f所示目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.2电流连续时的cuk变换器基本特性电流连续时的cuk变换器基本特性是指cuk变换器中缓冲元件电感L1、L2的电流之和总大于零（iL1＋iL2>0）时的变换器基本特性1．稳态电压增益GVcuk变换器的稳态电压增益是指：稳态条件下，变换器输出平均电压Uo与输入平均电压Ui的比值，即GV＝Uo/Ui。cuk变换器中有两个缓冲电感元件L1、L2对电感L1、L2分别利用伏秒平衡特性进行分析得出

（3-37）

（3-38）目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.2电流连续时的cuk变换器基本特性

令PWM占空比D=ton/Ts，则由式（3-37）、（3-38）可求出cuk变换器的电感电流连续时的稳态电压增益GV为

（3-39）当1/2＜D＜1时，即cuk变换器的稳态电压增益GV＞1，则cuk变换器具有升压特性当0＜D＜1/2时，即cuk变换器的稳态电压增益GV＜1，则cuk变换器具有降压特性综上所述，cuk变换器是升降压变换器，并且其输入、输出电压具有相反的极性目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.2电流连续时的cuk变换器基本特性

2．稳态电流增益GIcuk变换器的稳态电流增益是指：稳态条件下，变换器输出电流平均Io与输入平均电流Ii的比值，即GI＝Io/Ii。由于讨论的是无损的理想变换器，因此，变换器的输入输出功率平衡即IiUi=IoUo，这样，由式（3-39）易求出cuk变换器电感电流连续时的的稳态电流增益GI为

（3-40）当1/2＜D＜1时，即cuk变换器的稳态电流增益GI<1，则cuk变换器具有减流特性当0＜D＜1/2时，即cuk变换器的稳态电流增益GI>1，则cuk变换器具有增流特性目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.2电流连续时的cuk变换器基本特性

3．稳态电感电流脉动量由于有限的电感和有限的开关频率，稳态条件下cuk变换器电感L1、L2中的电流是脉动的，如图3-9e所示在t＝0～ton期间，开关管VT导通，二极管VD关断，此时若电感L1、L2和开关频率足够大，则cuk变换器电感L1、L2中的电流均线性增加，电感L1、L2中的电流增加量分别为ΔiL1+、ΔiL2+目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.2电流连续时的cuk变换器基本特性在t＝ton～Ts期间，开关管VT关断，二极管VD导通，此时若电感L1、L2和开关频率足够大，则cuk变换器电感L1、L2中的电流均线性减少，即电感L1、L2中的电流减少量分别为ΔIL1－、ΔIL2－目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.2电流连续时的cuk变换器基本特性稳态时，ΔIL1＋＝ΔIL1－＝ΔIL1、ΔIL2＋＝ΔIL2－＝ΔIL2

，因此电感L1、L2电流最大值IL1max、IL2max最小值IL1min、IL2min分别为（3-43）目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.2电流连续时的cuk变换器基本特性

4．开关管VT的电流、电压的定量关系流过开关管VT的平均电流IT＝D(Ii+Io)流过开关管VT的最大电流

ISmax和变换器电感电流最大

值ILmax相等，即ISmax＝IL1max+IL2max开关管关断时所承受的正向电压等于变换器的输出电压与输入电压之和目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.2.4.2电流连续时的cuk变换器基本特性

5．二极管VD的电流、电压的定量关系流过二极管VD的平均电流ID=(1-D)(Ii+Io)

流过二极管VD的最大电流IDmax和变换器电感电流最大值ILmax相等，即IDmax＝IL1max+IL2max

二极管VD截止时所承受的反向电压等于变换器的输出电压和输入电压之和目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析

3.2.1开关变换器中电容、电感的基本特性

3.2.2Buck变换器换流及其特性分析

3.2.3Boost变换器换流及其特性分析

3.2.4Cuk变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3复合型DC－DC变换器之前讨论的DC－DC变换器实际上是一些基本的DC－DC变换器，如果将DC－DC变换器的输出电压（纵坐标）、输出电流（横坐标）构成坐标系，那么上述各类基本的DC－DC变换器由于各自的输出只能工作在输出电压、电流坐标系的一个象限，因此可称为单象限DC－DC变换器。单象限DC－DC变换器的共同特征就是各自的输出电压、电流不可逆即DC－DC变换器的能量不可逆。

UoIoⅠⅡⅢⅣ目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3复合型DC－DC变换器实际应用时能量可逆的DC－DC变换器在驱动诸如阻感加反电势型一类的负载（如直流电动机）时是必不可少的当DC－DC变换器的输出电流或输出电压可逆时，变换器可在两象限运行，因此称这类DC－DC变换器为两象限DC－DC变换器当DC－DC变换器的输出电流、输出电压均可逆时，变换器可在四象限运行，因此称这类DC－DC变换器为四象限DC－DC变换器

目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3复合型DC－DC变换器两象限DC－DC变换器和四象限DC－DC变换器的拓扑结构均可由基本的单象限DC－DC变换器拓扑组合而成单象限DC－DC变换器需要扩大容量时，也可以由基本的单象限DC－DC变换器拓扑组合而成一般将由基本的DC－DC变换器拓扑组合而成的DC－DC变换器统称为复合型DC－DC变换器目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器以阻感加反电势（如直流电动机）型负载为例加以讨论电流可逆的二象限DC－DC变换器

为了能双向控制DC－DC变换器输出电流，必须采用两个开关管以组成一双桥臂的DC－DC变换器电流可逆型二象限DC－DC变换器上、下桥臂的开关管一般采用互补调制驱动模式（上桥臂通时下桥臂断、下桥臂通时上桥臂断）

为了缓冲负载的无功设立二极管，常称为续流二极管目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器输出电流io＞0且VT1导通过程：直流侧电源通过VT1向负载供电，输出电压uo＝ui，此时输出电流io增加，负载电感和负载电动势储能也增加。由于io＞0且uo＞0，因此变流器工作在第一象限针对图3-10a所示电路，VT1、VT2采用互补调制驱动模式时的具体换流过程分析如下目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器输出电流io＞0且VT1关断过程：由于电感电流不能突变，因此VD2导通续流，输出电压uo＝0，此时尽管采用了双极型驱动模式而使VT2有驱动信号，但因VT2承受反压（VD2导通）而不能导通，因此输出电流减小，负载电感储能和负载电动势储能也减小。由于io＞0且uo＝0，因此变流器工作在第一象限目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器输出电流io＜0且VT2导通过程：负载电动势通过VT2向负载电阻和电感供电，输出电压uo＝0，此时输出电流io反向增加，负载电感储能也增加。由于io＜0且uo＝0，因此变流器工作在第二象限。目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器输出电流io＜0且VT2关断过程：由于电感电流不能突变，因此VD1导通续流，输出电压uo＝ui，此时尽管采用了互补驱动模式而使VT1有驱动信号，但因VT1承受反压（VD1导通）而不能导通，因此输出电流减小，负载电感储能和负载电动势储能也减小。由于io＜0且uo>0，因此变流器工作在第二象限目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器当电流正向换流时（io＞0），或VT1导通，或VD2导通，变换器工作在第一象限，此时的变换器换流电路实际上是一个buck变换器电路，并且变换器向负载提供能量，换流期间的电压、电流波形如图3-10b中t1~t2段所示

目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器当电流反向换流时（io＜0），或VT2导通，或VD1导通，变换器工作在第二象限，此时的变换器换流电路实际上是一个boost变换器电路，并且负载向变换器回馈能量，换流期间的电压、电流波形如图3-10b中t2~t3段所示目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器小结：图3-10a所示的电流可逆型二象限DC－DC变换器实际上由一个buck变换器电路和一个boost变换器电路组合而成，并交替工作变换器的输出电压极性不变，而电流极性可变，即能量能可双向传输调节斩波占空比就可以控制变换器的输出平均电压目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.1二象限DC－DC变换器注意事项：为了防止3-10a所示变换器上、下桥臂的直通短路，上、下桥臂的开关管驱动信号中须加入“先关断后导通”的开关死区

图3-10所示的电流可逆型二象限DC－DC变换器其负载必须为感性负载，否则，变换器只能工作在第一象限目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器3.3.2四象限DC－DC变换器当需要使DC－DC变换器的输出电压、电流均可逆时，就必须设计四象限DC－DC变换器实际上，将两个对称工作的二象限DC－DC变换器组合便可以构成一个四象限DC－DC变换器，其电路结构如图3-11所示。目录学习指导3.1DC-DC变换器的基本结构

3.2DC-DC变换器换流及其特性分析3.3复合型DC-DC变换器

3.3.1二象限DC-DC变换器

3.3.2四象限DC-DC变换器

3.3.3多相多重DC-DC变换器3.4变压器隔离型DC-DC变换器图3-11四象限DC－DC变换器电路3.3.2四象限DC－DC变换器当VT4保持导通时，利用VT2、VT1进行斩波控制，则构成了一组电流可逆的二象限DC－DC变换器，此时UAB≥0，变换器运行在一、二象限当VT2保持导通时，利用VT3、VT4进行斩波