非隔离型DC-DC变换器

（上式也是电感参数的计算公式）
1.输入电压恒定（Vin不变）
由 得
1.输出电压恒定（Vo不变）
实际的BUCK变换器，负载电 流较大时工作在电感连续区； 负载电流小于临界电流IOG时 就进入断续工作区。 CCM模式：电感量大，磁芯大，主开关管电流峰 值低，EMI好点，Vo与占空比成正比。 DCM模式：电感量小，磁芯小，主开关管电流 峰值高，EMI差，输出电压与电感储能有关，不 以空比成正比来计算。
设PWM控制信号的周期为Ts（频率fs）， 占空比为Dy
（1）Q导通时：
di VLf Vin Vo L f dt
（2）Q关断时：
di VLf Vo L f dt
结论： Vo Dy Vin
（公式3-7）
利用电感的 伏.秒值 相等也可推出上述结论
即Q导通时电感的伏.秒值等于Q关断时电感的伏.秒值
3.3.3 电感电流断续时Buck/Boost变换器的 工作原理和基本关系
3.3.4 电感电流临界连续的边界
3.4 CUK变换器
Cuk变换器也有连续和断续之分，但与前三种 变换器不同。这里的连续和断续不是电感电流， 而是二极管D的电流是否连续。
其他略
3.5 Zeta变换器
3.6 sepic变换器
3.1.2 电感电流连续（CCM）时BUCK变换器的 工作原理和基本关系
假设器件均为理想器件： （1）所用电力器件理想的，即Q和D的导通和关断 时间为零，通态电压为零，断态电流为零； （2）在一个开关周期中，输入电压Vin保持不变； 输出滤波电容，即输出电压Vo只有很小的纹波，认 为电压基本保持不变； （3）电感和电容均为无损耗的理想储能元件； （4）不计线路阻抗。
（图中三角形阴影区的面积）
dq 电容电流 ic dt
此为滤波电容 （公式3-18） 的估算公式
Cf
(1 Dy )Vo 8L f Vo f s
2
Vo为输出
纹波电压
3.1.3 电感电流断续(DCM)时BUCK变换器的原理和基本公式
2 开关周期中，电 1 I o iLf 电感电流不连续的条件 感电流有零值。 2 能量完全传递 1 I o iLf 电感电流连续的临界条件 2
3.2升压式（Boost）变换器
3.2.1 主电路拓扑和控制方式
3.2.2 电感电流连续时Boost变换器的 工作原理和基本关系
1. 基本工作原理
（1）开关管导通时
（2）开关管截止时
2. 基本关系 Boost变换器 不允许输出空载
3.2.3 电感电流断续时Boost变换器的 工作原理和基本关系
3.3 升降压（Buck/Boost）变换器
3.3.1 主电 路拓 扑和 控制 方式
集成电路芯片ICL7660， 产生负电压
3.3.2 电感电流连续时Buck/Boost变换器的 工作原理和基本关系
开关管Q和二极管D的反向电压：
开关管Q截止时反向电压（VCE）：
二极管D截止时反向电压（VR）：
由上式得电感电流临界连续时的最小电感Lc
Vi (1 Dy ) Vo (1 Dy ) Vi Vo Vi Vo L f Lc Dy Dy Dy 2 Io f s 2 Io f s 2 Io f s 2 Io f s
实际应用中，若想设计电感电流连续的BUCK电路，要满 足上式条件，否则将进入断续状态。
Q导通时电感电流增加量 Q截止时电感电流减少量
IQ的平均值与最大值 选择开关管 的依据之一
3.2.3 电感电流临界连续的边界
VOTS DY (1 DY )2 L Lc 2 IO
电流断续时，开关管Q导通器件存储在电感中的能量1/2LI2在 Q截止期间全部通过二极管转移到输出端，如果变换器不接负载 ，或电阻太大，必使Vo不断增加。
DC-DC变换器总结
Buck
Vo Dy Vin
Boost
Buck/ Boost
Cuk Zeta
Io
开关周期中，电感 电流始终大于零。 连续状态与不连续状态的临界条件： 能量不完全传递 1
iLf 电感电流连续的条件
Q导通时：
Q截止后：
电感电流断续时，变换器输出电流 仍等于电感电流的平均值
（公式3-25）
3.1.4 电感电流临界连续
表示临界时的负载电流
Vi (1 Dy ) Vo (1 Dy ) Vi Vo Vi Vo Lc Dy Dy Dy 2 Io f s 2 Io f s 2 Io f s 2 Io f s
(Vin Vo ) DyTs Vo (1 Dy )Ts
Vo Dy Vin
Vo M D （也叫增益） y Vi
P23，在公式3-8的上一行有个小错误：
由Vo Io Vi Ii得
Ii Dy Io
电源输入电流的平均值 等于开关管Q的平均电流
Ii
电容Cf在一个开关周期内的充电电荷 Q为
第三章 非隔离型DC-DC变换器
预备知识：
1、占空比
tw ton D T T
2、法拉第电磁感应定律
d di VL E N L dt dt
电感伏.秒值相等
3、脉宽调制（PWM）
AC-DC变换器结构框图
DC-DC变换器结构Fra Baidu bibliotek图
3.1 降压式（Buck）变换器
3.1.1 主电路拓扑和控制方式