buckboost变换器
buck-boost变换器工作原理
buck-boost变换器工作原理
Buck-boost变换器是一种电力转换装置，它可以将直流电压转换为不同的电压水平，从而实现电源的调整和控制。
它工作的原理基于开关电源的工作原理和能量储存原理。
Buck-boost变换器的基本结构包括开关管、电感、电容和控制电路。
工作原理如下：
1. 当输入电压高于输出电压时，开关管K1关闭，开关管K2打开。
此时，电感L和电容C组成的LC滤波回路开始储存能量。
电感L的磁场储存了电流的能量，电容C储存了电压的能量。
2. 在上述状态下，当开关管K1关闭时，由于电感的特性，电流不会突变。
电感L会释放储存的能量，电流会从电感流向负载。
3. 当电感释放能量时，负载上的电压会高于输入电压。
这样就实现了电压升高的功能。
4. 当输入电压低于输出电压时，开关管K1打开，开关管K2关闭。
此时，电容C充满了能量，而电感L则储存能量。
5. 在上述状态下，当开关管K1打开时，电感的磁场会继续储存能量。
电感释放能量，电流从电感流向负载。
6. 当电感释放能量时，负载上的电压会低于输入电压。
这样就实现了电压降低的功能。
通过不断地开关开关管K1和K2，Buck-boost变换器可以实现输入电压到输出电压的转换。
控制电路会根据输出电压的变化来控制开关管的状态，以实现稳定的输出电压。
总结起来，Buck-boost变换器通过周期性地储存和释放能量来实现对输入电压的调节，从而实现对输出电压的升高或降低。
这种转换过程是通过改变开关管的状态来控制的，通过控制电路实现对输出电压的稳定性控制。
Buck-Boost变换器原理.
Buck变换器原理Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。
1.线路组成图1（a）所示为由单刀双掷开关S、电感元件L和电容C组成的Buck变换器电路图。
图1(b)所示为由以占空比D工作的晶体管T r、二极管D1、电感L、电容C组成的Buck变换器电路图。
电路完成把直流电压V s转换成直流电压V o的功能。
图１Buck变换器电路2.工作原理当开关S在位置a时，有图2 (a)所示的电流流过电感线圈L，电流线性增加，在负载R上流过电流I o，两端输出电压V o，极性上正下负。
当i s>I o时，电容在充电状态。
这时二极管D1承受反向电压；经时间D1T s后（，t on为S在a位时间，T s是周期），当开关S在b位时，如图2（b）所示，由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性，以保持其电流i L不变。
负载R两端电压仍是上正下负。
在i L<I o时，电容处在放电状态，有利于维持I o、V o不变。
这时二极管D1，承受正向偏压为电流i L构成通路，故称D1为续流二极管。
由于变换器输出电压V o小于电源电压V s，故称它为降压变换器。
工作中输入电流is，在开关闭合时，i s>0，开关打开时，i s=0，故i s是脉动的，但输出电流I o，在L、D1、C作用下却是连续的，平稳的。
图２Buck变换器电路工作过程Boost变换器Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器。
1.线路组成线路由开关S、电感L、电容C组成，如图1所示，完成把电压V s升压到V o的功能。
图１2.工作原理当开关S在位置a时，如图2(a)所示电流i L流过电感线圈L，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L中。
此时，电容C放电，R上流过电流I o，R两端为输出电压V o，极性上正下负。
由于开关管导通，二极管阳极接V s负极，二极管承受反向电压，所以电容不能通过开关管放电。
buckboost电路原理详细解析
buckboost电路原理详细解析BUCK和BOOST变换器的概念首先让我们从BUCK变换器的概念开始讲起，Buck变换器也称降压式变换器，是一种输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM（Pulse width modulatiON脉宽调制）信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为T off，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= T on/Ts。
开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不答应在Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输进侧，称为升压电感。
Boost 变换器也有CCM和DCM两种工作方式。
Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输进电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输进电压相反。
Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q 也为PWM控制方式。
Buck电路和Boost电路的工作特点LDO的特点：① 非常低的输进输出电压差② 非常小的内部损耗③ 很小的温度漂移④ 很高的输出电压稳定度⑤ 很好的负载和线性调整率⑥ 很宽的工作温度范围⑦ 较宽的输进电压范围⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton（通用），二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器，其输出均匀电压U0小于输进电压Ui，极性相同。
（2）Boost电路——升压斩波器，其输出均匀电压U0大于输进电压Ui，极性相同。
（3）Buck-Boost电路——降压或升压斩波器，其输出均匀电压U0大于或小于输进电压Ui，极性相反，电感传输。
BUCK BOOST BUCK-BOOST电路的原理
BUCK BOOST BUCK/BOOST电路的原理Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。
、Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。
开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输入侧，称为升压电感。
Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式、Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。
Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式。
LDO的特点：①非常低的输入输出电压差②非常小的内部损耗③很小的温度漂移④很高的输出电压稳定度⑤很好的负载和线性调整率⑥很宽的工作温度范围⑦较宽的输入电压范围⑧外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：】（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输入电压Ui，极性相同。
（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。
（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。
Buck_Boost变换器的设计及仿真
Buck_Boost变换器的设计及仿真Buck-Boost变换器是一种可以在同一电路内同时实现升压和降压的变换器。
这种变换器可以用于多种不同的应用，主要用于对电压进行放大和缩小，以达到正确的电压水平。
它总是能够将输入电压提高到所需的输出电压。
在本文中，将介绍Buck-Boost变换器的设计及其功能仿真工作。
Buck-Boost变换器的主要部件包括电感器，可变阻器，开关，振荡器和控制器。
电感器的设计是为了提供电流，形成负反馈环。
可变阻器的设计可以改变电路的过载，从而实现电流的调整。
开关的设计是为了实现升压和降压，允许电感器和可变阻器之间的能量交换。
振荡器的设计是为了控制电路内部的电流，以保证开关的实时响应。
通过控制器，可以实现输入和输出电压之间的转换，从而达到预期的电压水平。
为了对Buck-Boost变换器进行仿真，先进行输入，输出和负载之间的建模。
输入模型包括输入电压和要求的输出电压，其中输入电压可以在建模中任意调整。
负载建模通常是一个电阻和一个电容的组合。
输出模型则定义了电路的输出功率和输出电压水平。
接下来，可以对电感器和可变阻器进行建模。
由于电感器是一个电流源，故其建模需要考虑电流大小和电压偏移。
可变阻器建模则需要考虑其阻值和电压偏移。
最后，可以利用仿真软件进行仿真，探究Buck-Boost变换器的性能。
可以仿真该电路的输入和输出电压以及电流，从而分析改变输入电压对系统的影响。
此外，还可以分析负载的影响，比如负载变大时电路的输出能力会怎样受到影响。
这些仿真结果都能为设计者提供宝贵的启发，为确保电路的正常工作奠定基础。
Buck-Boost变化器是一种功能强大的电路，可以改变输入电压并生成预期的输出电压水平。
本文介绍了其设计原理和仿真过程，为设计者提供了宝贵的参考。
未来的研究将会探究更多的变换器类型，继续提高电路的性能和功效。
Buck-Boost变换器的设计与仿真
1 概述直流-直流变流电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。
其中，直接直流变流电路又叫斩波电路，它包括降压斩波电路（Buck Chopper）、升压斩波电路（Boost Chopper)、升降压斩波电路（Buck/Boost）、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路共六种基本斩波电路。
Buck/Boost升降压斩波电路同时具有Buck斩波电路和Boost斩波电路的特点，能对直流电直接进行降压或者升压变换，应用广泛。
本文将对Buck/Boost升降压斩波电路进行详细的分析。
RVDRVDRVD 2 主电路拓扑和控制方式2.1 Buck/Boost 主电路的构成Buck/Boost 变换器的主电路与Buck 或Boost 变换器所用元器件相同，也由开关管、二极管、电感、电容等构成，如图1所示。
与Buck 和Boost 不同的是电感L 在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压极性相反。
开关管也采用PWM 控制方式。
Buck/Boost 变换器也由电感电流连续和断续两种工作方式，但在实际应用中，往往要求电流不断续，即电流连续，当电路中电感值足够大时，就能使得电路工作在电流连续的状态下。
因此为了分析方便，现假设电感足够大，则在一个周期内电流连续。
图2-1 Buck/Boost 主电路结构图电流连续时有两个开关模态，即V 导通时的模态1，等效电路见图2（a ）；V 关断时的模态2，等效电路见图2（b ）。
（a ）V 导通（b ）V 关断，VD 续流图2-2 Buck/Boost 不同模态等效电路ttttt2.2 电感电流连续时的工作原理及基本关系电感电流连续工作时的工作主要波形见图2-3。
图2-3电感电流连续时的主要波形为了方便分析，假设电感、电容的值足够大，并且忽略电感的寄生电容。
电感电流连续工作时，Buck/Boost 变换器有V 导通和V 关断两种工作模态。
(完整版)BUCK和BOOST电路
(完整版)BUCK和BOOST电路在电子技术领域，BUCK和BOOST电路是两种常见的电源转换器。
它们分别将低压直流电(LDC)转换为高电压直流电(HVC)和将高电压直流电降低到低电压直流电(LDC)。
本文将对这两种电路进行详细的理论分析，探讨它们的工作原理、优缺点以及应用场景。
我们来了解一下BUCK电路。
BUCK电路是一种降压型转换器，其主要特点是输出电压可调，且输出电压与输入电压之间存在一定的关系。
BUCK电路的基本结构包括一个开关管、一个电感和一个二极管。
当开关管导通时，电感中储存的能量被释放，二极管导通，使得负载上的电流得到提升；当开关管截止时，电感中储存的能量无法释放，二极管截止，使得负载上的电流减小。
通过调整开关管的占空比，可以实现对输出电压的调节。
接下来，我们来探讨一下BOOST电路。
BOOST电路是一种升压型转换器，其主要特点是输出电压稳定，且输出电压与输入电压之间存在固定的关系。
BOOST电路的基本结构包括一个开关管、一个电感、一个二极管和一个稳压器。
当开关管导通时，电感中储存的能量被释放，二极管导通，使得负载上的电流得到提升；稳压器将输入电压升高到设定值，使得输出电压保持稳定。
通过调整开关管的占空比，可以实现对输出电压的调节。
那么，BUCK电路和BOOST电路各自有哪些优缺点呢？BUCK电路的优点主要表现在成本低、体积小、效率高等方面。
BUCK电路的缺点也比较明显，主要体现在输出电压稳定性较差、噪音较大等方面。
而BOOST电路的优点主要表现在输出电压稳定、噪音较小等方面。
BOOST电路的缺点也比较明显，主要体现在成本较高、体积较大、效率较低等方面。
在实际应用中，BUCK电路和BOOST电路各有适用的场景。
例如，BUCK电路适用于对输出电压稳定性要求不高的场合，如充电器、电池充放电等；而BOOST电路适用于对输出电压稳定性要求较高的场合，如LED照明、电力传输等。
BUCK电路和BOOST电路作为两种常见的电源转换器，各自具有一定的优势和局限性。
三电平双向buckboost变换器工作原理
三电平双向buckboost变换器工作原理三电平双向buck boost变换器是一种电力电子器件，用于将直流电压转换为其它电压水平。
它可以根据输入电压和输出电压之间的关系，实现升压、降压或反向变压。
下面是关于三电平双向buck boost变换器的工作原理的详细解释。
1. 三电平双向buck boost变换器的基本结构：三电平双向buck boost变换器通常由四个开关管（通常是功率MOSFET）和两个电感组成。
这四个开关管被分成两个对称的分支，每个分支由一个上管和一个下管组成。
其中，两个开关管相邻的引脚连接在一起，形成一个节点。
开关管和电感的连接方式取决于所需的转换功能。
此外，变换器还包括输入电容和输出电容来降低输入和输出电压的纹波。
2.工作原理：降压模式：在降压模式中，输入电压高于输出电压。
当开关管1和开关管4被打开时，电流流过L1和D2，电感L2装满并蓄积能量。
当开关管1和开关管4关闭，开关管2和开关管3打开时，电池的电能被释放到输出电容上。
这样可以将输入电压降低到所需的输出电压。
升压模式：在升压模式中，输入电压低于输出电压。
当开关管1和开关管3打开时，电流流过D1和L2，电感L1装满并储存能量。
当开关管1和开关管3关闭，开关管2和开关管4打开时，电感L1的能量被释放到输出电容上。
这样可以将输入电压提高到所需的输出电压。
3.三电平操作：在三电平操作中，开关管1和开关管3可以在高电平和低电平之间切换，开关管2和开关管4可以在高电平和开路之间切换。
通过合理的控制开关管的导通和断开时机，可以实现不同的电压变换功能。
总结而言，三电平双向buck boost变换器是一种高效、灵活的电力转换器。
它可以实现输入直流电压到输出直流电压的升压、降压或反向变压。
在不同的操作模式和电压电流条件下，通过控制开关管的导通和断开时机，可以实现所需的电压变换功能，提高电力转换效率和稳定性。
非隔离型DCDC变换器-buckboost
周期与各电量之间的关系
T 1 LI LI LI (U o U i ) ton toff f Ui Uo U iU o
7
Buck-Boost变换器——工作原理
电感电流纹波分析
ug uL
on off on off on
t
Ui -Uo
I iL1 iL 2
iL
14
Buck-BoosVD max I L max UVD max U i U o
考虑到电路工作时的尖峰电流，浪涌电压等，开关 器件的极限参数应满足
I VDmax (1.5 ~ 2) I L max U VDmax (2 ~ 3)(1.1U i U o )
15
Buck-Buck变换器——器件的选择
储能电感的选择 • 电感的选择方法与输入电流变化范围有关
为防止电感饱和，减小VT峰值 电流、电压和损耗
Ui
I (1 20%) I L 2 Ut Ut I 0.4 I L i on L i on L 0.4 I L Ii
16
I2 I1
t ΔI
t
Ut UD I i on i L fL Ut U (1 D) o off o L fL
电感电流峰峰值 与Boost变换器类 似，电感值L和频 率f成反比
Buck-Boost变换器——工作原理
输出电压波动分析
因为电容电荷平衡， 一个开关周期内， 输出电容充放电相 同，平均电容电流 IC=0
1 U i ton 2 1 2 2 L( ) U i ton 2 L 2L
4
这个阶段持续时间 ton
LiL1 Ui
Buck-Boost变换器——工作原理
buckboost变换器工作原理
buckboost变换器工作原理小伙伴们！今天咱们来唠唠buck - boost变换器这个超有趣的东西的工作原理呀。
你可以把buck - boost变换器想象成一个超级有魔法的小盒子。
这个小盒子呢，就像是一个能量的魔术师，能把输入的电压变来变去。
咱们先说说这个变换器的组成部分吧。
它有电感呀，就像是一个小小的能量储存库。
这个电感可神奇了呢，它就像一个很贪吃的小怪兽，当电流流过的时候，它就会把能量储存起来。
还有电容呢，电容就像是一个稳定器，它的作用就是让输出的电压变得平滑一些，不要像调皮的小孩子那样上蹿下跳的。
当然啦，还有开关管，这个开关管就像是一个小门卫，它决定什么时候让电流通过，什么时候把路给堵上。
那它到底是怎么工作的呢？当开关管导通的时候呀，就像是打开了一扇通往电感的大门。
电流就会欢快地流进电感，电感这个小贪吃鬼就开始储存能量啦。
这个时候呢，电容也在旁边静静地看着，它可能在想：“哼，你先储存着，等会儿还得我来让电压稳定呢。
”这个时候的输入电压就会给电感充电，同时呢，因为电容之前储存了一些能量，所以负载也能得到一部分能量供应。
然后呢，当开关管断开的时候，这可就有趣了。
电感这个储存了能量的小怪兽可不愿意就这么干等着呀。
它就会把自己储存的能量释放出来，这个时候电流就会改变方向，通过二极管流向电容和负载。
电容呢，就开始发挥它稳定电压的作用啦。
它把电感释放出来的能量变得更加平滑，这样输出的电压就不会突然变得很高或者很低啦。
你看，这个buck - boost变换器就这么在开关管的导通和断开之间，把输入电压变成了我们想要的输出电压。
如果我们想要降低电压，它就能像一个小工匠一样，精心地把电压给降下来；如果我们想要升高电压呢，它也能巧妙地把电压给升上去。
而且呀，这个buck - boost变换器在很多地方都超级有用呢。
比如说在那些需要不同电压等级的电子设备里。
就像你的手机充电器，它可能就用到了类似的原理哦。
手机电池需要一个合适的电压来充电，如果输入的电压不合适，这个变换器就能把它变成合适的电压，这样就能安全又快速地给手机充电啦。
buck boost工作原理
buck boost工作原理
Buck-boost 转换器是一种电力转换装置，主要用于改变直流电压的数值。
它是一种开关模式功率转换器，通过不断开闭开关元件来调整电路的结构，从而改变输出电压。
Buck-boost 转换器的工作原理如下：
1. 输入电压与电流：输入电压通过输入电感与输入电容进行滤波，使其稳定。
输入电流经过开关管，并受到控制电路中的控制信号所调节。
2. 控制电路：控制电路根据输出电压与参考电压之间的差异，生成控制信号，并通过控制信号来开闭开关元件。
3. 开闭开关元件：开闭开关元件能够将输入电源与负载连接或断开连接。
当开关打开时，电能通过输入电感和输出电感传输到负载；当开关关闭时，输入电源与负载断开连接，电路储存的能量通过二极管传递给负载。
4. 输出电压：通过适当调节开关的开闭时间比例，控制电路能够确保输出电压在可接受的范围内。
当需要提高输出电压时，开关周期的占空比增加，电路能量储存时间增加，输出电压变高；相反，需要降低输出电压时，开关周期的占空比减小，电路能量储存时间减少，输出电压变低。
总体上，buck-boost转换器通过不断开闭开关元件，控制电路中的能量储存和传输，从而实现输出电压的调整和稳定。
BUCKBOOST变换器
14.單端反激變換器
15.主開關管的耐壓
Vin DTs nVo (1 D)Ts
nVo
D 1 DVinD来自1VCEoff Vin nVo (1 1 D )Vin 1 D Vin
VCE
max
1
Vin Dmax
取﹐Dmax=0.15﹐VCEmax=1.1765Vin=470V 取80%餘糧為588V﹐DPS-500FB A選TOP246Y,700V.
DPS-500FB A IC901 Vds
D2
2L RTs
K
M D1 D1 D2 K
10.DCM与CCM电压变比特性
11.DCM与CCM的临界条件推导
i
Vs 2L
D1Ts
Is
Io
Io M
Io
(1
1 M
) Vo R
由，i Is Io
得：Kcrit
1 (1 M )2
（1 D1)2
D'2
12.Kcrit与M或D1的关系
13.Buck-Boost电路优缺点
BUCK-BOOST变换器
报告人：王同新
2004年1月
1.BUCK-BOOST电路拓扑
2.电路的工作原理
电路的工作原理如下：在晶体管导通，二 极管截止期间，输入电压Vs向电感输入能量， 靠滤波电容维持输出电压基本不变；在晶体 管截止，二极管导通期间，电感L把前一阶段 贮存的能量释放给负载R和电容C。
DCDC Buck Boost变换器设计与仿真工具
DCDC Buck Boost变换器设计与仿真工具DCDC Buck Boost变换器是一种常用的电源装置，可以通过调整输入电压来实现输出电压的升降。
其设计和仿真是电力电子学领域的重要内容之一。
本文将介绍如何进行DCDC Buck Boost变换器的设计，并提供一些常用的仿真工具。
一、设计要点在进行DCDC Buck Boost变换器设计时，需要考虑以下几个要点：1. 输入输出电压范围：根据具体应用需求确定输入输出电压范围。
2. 输入输出电流：根据负载需求和电源供应能力，确定输入输出电流。
3. 效率和稳定性：设计时要考虑提高效率和保持稳定性的方法，如合适的开关频率选择和控制策略。
4. 尺寸和散热：根据实际应用场景和功率需求，确定合适的尺寸和散热方案。
二、设计流程DCDC Buck Boost变换器的设计流程可以分为以下几个步骤：1. 确定输入输出电压范围和电流要求。
2. 选择合适的开关器件：根据电流和功率需求选择合适的开关管、二极管和电感器件。
3. 设计输出滤波电容：根据电流纹波和稳定性要求，确定输出滤波电容。
4. 选择控制策略：可选择常规控制、脉宽调制（PWM）控制或者其他一些先进的控制策略。
5. 进行电路图设计：使用相应的电路设计软件进行电路图设计。
6. 进行仿真：将设计好的电路图导入仿真软件，进行电路仿真。
7. 优化设计：根据仿真结果进行设计修改和参数优化。
8. PCB设计与制造：根据最终设计结果进行PCB板的设计和制造。
9. 组件选择和电路组装：根据设计规格书选择合适的元器件，并进行电路组装。
三、仿真工具在DCDC Buck Boost变换器的设计过程中，使用合适的仿真工具可以帮助我们更好地理解和优化电路，提高设计效率。
以下是一些常用的仿真工具：1. LTspice：LTspice是一款功能强大且免费的电路仿真软件，可以对DCDC Buck Boost变换器进行电路仿真，并进行性能评估和参数优化。
Buck-Boost变换器基本公式和概念
Buck转换器CCM (1)纹波电压 (1)纹波电流 (1)Buck转换器DCM (2)纹波电压 (2)DCM工作原理 (2)电感峰值电流 (4)电压变换比 (5)Boost转换器CCM (6)电流纹波 (7)电压纹波 (8)Boost转换器DCM (9)纹波电压 (9)DCM工作原理 (9)电感峰值电流 (11)电压变换比 (12)变换器的特性总结 (13)PWM模式 (14)PFM模式 (14)时钟模式PFM（Clocked PFM） (14)跳周期PFM（Skipping Cycles） (15)电压模式 (18)电流模式 (19)峰值电流控制模式 (20)平均电流控制模式 (20)开关电源指标 (21)功耗分析 (21)切换原理 (24)Boost能量传输 (25)负载调整率 (25)电压调整率 (25)斜坡补偿 (26)Buck 转换器 CCM纹波电压20208S V D V T LC∆=1200211021111()222888t S S C S S S t TT V V D I I V i dt T D T T C C C C L LC∆∆∆=====⎰纹波电流22g g sL s V V V DD T i DT LL'-∆==结论：纹波电流和负载无关Buck 转换器 DCM纹波电压20012()1()2S T I I V D D C I∆-∆=+∆1200121()11()2t S C t T I I V i dt D D C C I∆-∆==+∆⎰DCM 工作原理模式下Buck 变换器等效电路IQ1导通电感电压()()L g g v t V v t V V =-≈-电容电流()()()()c L L v t Vi t i t i t R R=-≈- IID1导通电感电压()()L v t v t V =-≈- 电容电流()()()()c L L v t V i t i t i t R R=-≈- III 电流断续电感电流0L i = 电感电压0L v = 电容电流()()()()c L v t v t Vi t i t R R R=-=-≈- 电感峰值电流()()/D c i t i t V R =+积分取平均11()()/sst T t T D c ttssi t dt i t dt V R T T ++=+⎰⎰由于电容平均电流是零/D i V R ⇒= 电容充电平衡，电感峰值电流12g pk L s V V i i DT L-=∆=面积相等121121()()2()()2Lpk s s L g i t dt i D D T D Ti V V D D L =+=-+⎰112()()2sg D T V V V D D R L⇒=-+电压变换比联立电感伏秒平衡以及电容充电平衡112112()()2g s g D V V D D D T V V V D D R L⎧=⎪+⎪⎨⎪=-+⎪⎩g V V ⇒== 2SL K RT =随着占空比的增大Buck 变换器的工作状态由DCM 转换成CCM(,)D CCM M D K DCM ⎧⎪=Boost 转换器 CCM开关在位置1时电感电压和电容电流：,/L g C v V i V R ==- 开关在位置2时电感电压和电容电流：,/L g C v V V i I V R =-=-在一个周期内电感充放电能量相等，即能量变化为0。
升降压(Buck-Boost)变换器
升降压（Buck-Boost）变换器一、选题背景随着世界的需求与电力电子的发展,高频开关电源凭借其低功耗等优点，得到了在计算机、通信和航天等领域的广泛应用。
其中功率变换电路对组成开关电源起重要作用。
功率变换电路是开关电源的核心部分,针对整流以后不同的直流电压功率变换电路有很多种拓扑结构,比如：Buck变换器拓扑、Boost变换器拓扑、Buck/Boost变换器拓扑、正激（反激）变换器拓扑……Buck/Boost变换器作为其中重要的一种,在开关电源的设计中当然也得到了很好的应用。
本设计是对Buck/Boost变换器进行设计与仿真,并且将仿真得到的输入输出电压关系式与理论推导进行比较,从而验证其可行性。
二、原理分析(设计理念)。
当开关管V触发而导通时,输入电流电压全部加在储能电惑L的两端,感应电势极性为上正下负,二极管反向偏置截止,储能电感L将电能变为磁能储存起来。
电流从电源正端流过开关管和电感回到电源负端。
经过Ton时间后,开关管截止储能电感L电势极性由上正下负变为上负下正,二极管正向偏置导通,储能电感L储存的磁能经二极管向负载RL释放,同时向滤波电容C充电。
又经过Toff后,开关管导通,二极管截止,电感L充电,已充电的C向RL放电,从而保证了向负载的供电。
此后,重复上述过程。
三、过程论述。
首先建立升降压（Buck-Boost）变换器仿真模拟图PulseGenerator数据R,L,C以及电源数据四、结果分析降压数据及波形图升压数据及波形图五、课程设计总结。
在多次的实验中，我已经可以熟练使用MATLAB进行各种仿真实验，在学习的过程中，我也发现了自己仿真实验时存在的许多不足，但最后都通过各种方式得到解决。
BUCK BOOST电路原理分析
BUCK BOOST电路原理分析电源网讯Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。
Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。
开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输入侧，称为升压电感。
Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。
Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q 也为PWM控制方式。
LDO的特点：① 非常低的输入输出电压差② 非常小的内部损耗③ 很小的温度漂移④ 很高的输出电压稳定度⑤ 很好的负载和线性调整率⑥ 很宽的工作温度范围⑦ 较宽的输入电压范围⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压Ui，极性相同。
（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压 U0大于输入电压Ui，极性相同。
（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。
buckboost变换器课程设计
buckboost变换器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握buckboost变换器的基本工作原理及电路组成；2. 学生能掌握buckboost变换器在直流电压调节中的应用及性能特点；3. 学生能了解buckboost变换器的各类参数计算及影响变换效率的因素。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确绘制并分析buckboost变换器的电路图；2. 学生能通过实验操作，验证buckboost变换器的性能及效率；3. 学生能运用仿真软件对buckboost变换器进行模拟，优化电路设计。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习buckboost变换器，培养对电子技术的兴趣和热情；2. 学生能认识到buckboost变换器在节能环保方面的重要性，树立正确的能源观念；3. 学生在团队协作中培养沟通、合作能力，增强解决问题的自信心。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，充分调动学生的积极性与创造性。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. buckboost变换器基本原理：讲解buckboost变换器的工作原理，包括升压、降压模式切换，以及开关元件、二极管、电感、电容等关键元件的作用。
教材章节：第三章“开关电源原理”第2节“buckboost变换器”2. buckboost变换器电路组成：分析buckboost变换器的电路结构，探讨不同模式下电路元件的工作状态及相互关系。
教材章节：第三章“开关电源原理”第2节“buckboost变换器”3. 参数计算与性能分析：介绍buckboost变换器关键参数的计算方法，分析影响变换效率的因素，如开关频率、元件参数等。
教材章节：第三章“开关电源原理”第3节“开关电源的性能分析”4. 电路图绘制与分析：指导学生绘制buckboost变换器电路图，分析电路工作过程，掌握电路调试方法。
一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法-概述说明以及解释
一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:四开关buck-boost变换器是一种常用的电力电子变换器，具有宽电压输入范围和高效率的特点。
本文旨在介绍一种针对四开关buck-boost 变换器的控制电路及控制方法，以优化其性能和稳定性。
通过对该变换器的介绍、控制电路设计和控制方法分析，我们将展示该变换器在电能转换和控制方面的重要性和潜力。
通过本文的阐述，读者将对四开关buck-boost变换器有更深入的了解，并对其在实际应用中具有的优势有更清晰的认识。
1.2 文章结构文章结构部分是对整篇文章的内容进行简要介绍，提供读者一个整体的框架和概念。
在这篇文章中，我们首先介绍了引言部分，其中包括概述、文章结构和目的。
接着我们将详细讲解正文部分，包括四开关buck-boost 变换器的介绍、控制电路设计和控制方法分析。
最后我们将总结这篇文章，展望其创新性，探讨其应用前景。
整篇文章将从理论到实践，全面介绍一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法。
1.3 目的:本文旨在研究一种四开关buck-boost变换器的控制电路及控制方法，通过对该变换器的性能进行分析和优化，提高其效率和稳定性。
通过对控制电路的设计和控制方法的分析，我们将深入探讨该变换器在不同工况下的工作原理，为其在实际应用中提供更好的指导和参考。
同时，通过这项研究，我们也希望能够为电力电子领域的技术发展和应用提供一定的借鉴和启示，推动相关技术的进步和发展。
最终，我们的目的是通过这篇文章对四开关buck-boost变换器的控制进行深入研究，为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和启示，推动电力电子技术的不断创新和进步。
2.正文2.1 四开关buck-boost变换器介绍四开关buck-boost变换器是一种高效率、高性能的DC-DC变换器，可以实现输入电压向上或向下转换为稳定的输出电压。
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本科毕业设计（论文）摘要在很多需要DC-DC变换的系统，往往需要研制一种宽电压输入范围的DC/DC 变换器电源。
在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上，本文选用了Buck-Boost作为系统的主电路拓扑。
本文介绍了Buck-Boost电路的工作原理，建立了理想Buck-Boost模型，对整个电路进行了主电路参数设计，并在此基础上进行了电压电流闭环参数设计的研究，实现了控制理论中零极点补偿法在电力电子中的应用，。
接着，本文在protel 中进行了原理图和PCB图的设计，在设计的硬件电路上进行了测试实验。
为了使系统能够在宽电压输入范围内稳定正常工作，本文实现了提出的闭环参数设计方法，指出了该方法的优点，并通过实验验证了该方法的正确性。
关键词：Buck-Boost；DC/DC变换器本科毕业设计（论文）毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。
保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：本科毕业设计（论文）注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订本科毕业设计（论文）目录摘要 ................................................................................................................................. I 目录 ................................................................................................................................ I I 第1章绪论 . (1)第2章BUCK-BOOST变换器原理分析 (6)2.1电感电流连续时的工作原理和基本关系 (6)2.1.1工作原理 (6)2.1.2基本关系 (7)2.2电感电流断续时的工作原理和基本关系： (8)2.2.1工作原理 (8)2.2.2基本关系 (9)2.3电感电流连续时的稳态分析 (10)第3章主电路参数设计 (12)3.1电感计算 (12)3.2输出滤波电容计算 (14)3.3主功率管选择 (14)3.4功率二极管选择 (16)3.5输入侧熔断器选择 (16)3.6压敏电阻选择 (16)第4章控制电路设计 (18)4.1电流型与电压型PWM控制原理及性能比较 (18)4.1.1电压型PWM控制 (18)4.1.2电流型PWM控制 (18)4.1.3电流型PWM控制的优点 (19)4.2UC3845原理与特性 (19)4.3UC3845常用典型电路 (20)4.4电压反馈电路 (21)4.5电压、电流闭环电路 (21)第5章硬件电路设计及实验 (23)5.1主电路硬件电路设计 (24)本科毕业设计（论文）5.3PCB印制板图 (25)5.4B UCK-BOOST电路实验测试 (26)结论 (29)参考文献 (30)本科毕业设计（论文）第1章绪论直流-直流变换器广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济的各行各业。
按额定功率的大小来划分，DC/DC可分为750W以上、750W～1W和1W以下3大类。
进入20世纪90年代，DC/DC变换器在低功率范围内的增长率大幅度提高，其中6W～25WDC/DC变换器的增长率最高，这是因为它们大量用于直流测量和测试设备、计算机显示系统、计算机和军事通讯系统。
由于微处理器的高速化，DC/DC变换器由低功率向中功率方向发展是必然的趋势，所以251W～750W的DC/DC变换器的增长率也是较快的，这主要是它用于服务性的医疗和实验设备、工业控制设备、远程通讯设备、多路通信及发送设备，DC/DC 变换器在远程和数字通讯领域有着广阔的应用前景。
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。
用直流斩波器代替变阻器可节约20％～30％的电能。
直流斩波器不仅能起到调压的作用(开关电源),同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声等作用。
因为电子设备中所用的集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在电子供电系统中,采用高功率密度的高频DC/DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,可以大大减小损耗、方便维护,且安装和增容非常方便。
一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。
因为电子设备容量的不断增加,其电源容量也将不断增加。
随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构。
目前,已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
电子产业的迅速发展极大地推动了开关电源的发展。
高频小型化的开关电源及其技术已成为现代电子设备供电系统的主流。
在电子设备领域中,通常将整流器称为一次电源,而将DC/DC变换器称为二次电源。
一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。
目前,在电子设备中用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT实现高频工作,开关频率一本科毕业设计（论文）功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12。
5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
Buck和Boost电路是DC-DC变换中最基本的两种电路。
一方面，它们应用广泛；另一方面，由它们可以衍生出很多其他的电路拓扑。
但是Buck电路只能降压，而Boost电路只能升压，应用受到一定的限制。
而在Boost电路结构前加上Buck结构，通过简化，则可以得到Buck-Boost电路，既可升压亦可降压，即输出电压平均值的幅度通过占空比的调节，可以高于或低于其输入直流电压。
它广泛应用于逆变电路，各种低压单电源输入、多电源需求的电子电路及功率因数校正(PFC)电路中。
该电路克服了传统串联型稳压电源能耗大、体积大的缺点, 具有体积小、结构简单、变换效率高等优点。
反极性输出式buck-boost电路输出电压与输入电压极性相反，可以方便的实现升降压功能。
并且相对于正极性buck-boost 电路而言，它只用了一个开关管，既节约了成本又使得控制变得简单。
Buck-Boost开关变换器能方便地实现升压和降压及负电压输出，是直流开关变换器的重要组成部分。
文献3对Buck-Boost变换器的本质安全特性及其设计展开研究，主要工作如下：对Buck-Boost开关变换器的工作原理及其能量传输模式进行了深入分析，进一步将连续导电模式(CCM)细分为完全电感供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM)，给出了CISM与IISM的临界电感，推导出了各种模式下的纹波电压表达式，得出了变换器在整个动态范围内的最大输出纹波电压。
对Buck-Boost开关变换器不同模式下的峰值电感电流进行了分析，推导出了变换器在整个动态范围内的最大电感电流，并将其与最小点燃电流相比较，作为判断该变换器内部本质安全的依据；推导出不同工作模式下Buck-Boost开关变换器在整个动态范围内的最大短路释放能量，得出该类变换器满足输出本质安全要求的判断条件。
根据输出纹波电压指标将最小输出电容值用电感表示出来，并通过令最大输出短路释放能量对电感的偏导数为零的方法，得出了在给定设计指标条件下使Buck-Boost变换器的最大输出短路释放能量最小的电感和电容设计参数。
以变换器在要求的输入电压和负载动态范围内同时满足内部本质安全要求、输出本质安全要求和期望的输出电压纹波要求作为限制条件，得出了本质安全型Buck-Boost变换器电感和电容参数的设计范围。
运用PSPICE对理论分析进行了仿真验证；研制了Buck-Boost DC-DC变换器样机对理论推导进行了实验验证；运用火花试验装本科毕业设计（论文）分析的正确性和设计方法的可行性。
文献4在RL-Ui平面上,根据电感取值的不同，将Buck-Boost变换器划分成4个工作区域。
对变换器的输出短路释放能量进行了分析,指出Buck-Boost 变换器的输出短路释放能量为短路后电源和电感向负载转移的能量与电容的储能之和,且如果变换器在负载电阻最小和输入电压最低时处于连续导电模式(continuous conduction mode,CCM),则该时的输出短路释放能量就是变换器在其整个动态工作范围内的最大输出短路释放能量,将其与对应的最小引爆能量相比较作为变换器输出本质安全的判断依据。
根据电气指标要求,得出了电感及输出滤波电容的最小设计值;以满足输出本质安全要求作为限制条件,得出了电感和电容的最大设计值。