标题: Buck boost电路分析 [打印本页]
作者: b09030410 时间: 2019-1-10 22:29
标题: Buck boost电路分析
2 Boost变换器分析
图2 boost变换器电路图
2.1 工作原理
Boost变换器电路如图2所示，在
期间，电感L上的电流为：
，从最小处
处开始线性增加，当
时，
达到峰值
，如图3所示，导通结束后电感L电流的增量为
。 在
期间，电感L上的电流为：
，从最峰值处
处开始线性减小，当
时，达到最小值，如图3所示，截止期间电感L电流的减小量为
。 图3 输入电压
变化对电感峰值电流的影响
2.2 占空比
在稳定状态下，导通期间电感电流的增加量与截止期间电感电流的减小量必然相同，根据伏秒积平衡的条件，
可得占空比 即输出电压
由占空比0<D<1，可得boost变换器输出电压
总是大于输入电压
。 2.3 输入电压变化对电感峰值电流的影响
电感电流增量
电感峰值电流
可知，输入电压
降低，D变大，
变大，可能会使电感峰值电流超过允许值，造成开关管过流损坏，在输入电压达到最小值时，电感峰值电流以及电感、开关管、续流二极管损耗等将出现最大值，因此必须在输入电压达到最小值时设计boost变换器相关参数。 2.4负载变化对电感电流的影响
负载变化，由于输入电压、输出电压不变，意味着占空比D、导通电压
、截止电压
均保持不变，即电感充电电流，放电电流的斜率不变。而电感的平均电流
，输出电流
减小时，电感平均电流也减小。负载由重变轻的过程中，boost变换器从CCM模式经BCM模式，进入到DCM模式。 最小电感量
3Buck变换器分析
图4 buck变换器电路图
3.1 工作原理
Buck变换器电路如图4所示，在期间，电感L上的电流为：，从最小处处开始线性增加，当时，达到峰值，如图5所示，导通结束后电感L电流的增量为。 在期间，电感L上的电流为：，从最峰值处处开始线性减小，当时，达到最小值，如图5所示，截止期间电感L电流的减小量为。 图5 输入电压
变化对
的影响
3.2 占空比
在稳定状态下，导通期间电感电流的增加量与截止期间电感电流的减小量必然相同，根据伏秒积平衡的条件，
可得占空比 即输出电压
由占空比0<D<1，可得buck变换器输出电压总是小于输入电压。 3.3 输入电压变化对电感峰值电流的影响
电感电流增量 电感峰值电流
可知，输入电压上升，D变小，变大，可能会使电感峰值电流超过允许值，造成开关管过流损坏，在输入电压达到最大值时，电感峰值电流以及电感、开关管、续流二极管损耗等将出现最大值，因此必须在输入电压达到最大值时设计boost变换器相关参数。 3.4负载变化对电感电流的影响
负载变化，由于输入电压、输出电压不变，意味着占空比D、导通电压、截止电压均保持不变，即电感充电电流，放电电流的斜率不变。而电感的平均电流
，输出电流减小时，电感平均电流也减小。负载由重变轻的过程中，buck变换器从CCM模式经BCM模式，进入到DCM模式。 工作在CCM模式的buck变换器负载变化范围不宜太大，否则负载最小下，buck变换器有可能会进入DCM模式，为保证在最小负载下，变换器依然工作在CCM模式，电流纹波比
将减小，从而电感体积增大。 对于buck电路来说，最小电感量
开关管选择：开关管截止时承受的最大电压为
。为保险起见，开关管击穿电压
；瞬态最大电流
。 4LLC谐振变换器buck boost电路电感取值分析
4.1buck电路电感取值：
输入电压最大为600V，输出电压最大为400V，开关频率为20Khz，最大输入电流为20A，最大输出电流为15A，额定功率为P=5kW，
=80%。 按照公式最小电感量
依据上式可以得到满载情况下即
时最小电感量L=0.189mH。 图6 满负载BCM模式下buck的saber仿真电路
通过saber软件进行验证，在以上条件下，当电感量取值为L=0.25mH时，变换器处于BCM模式，流经电感的电流波形如下图7：
图7 满负载BCM模式下的buck电路电感电流波形
考虑到效率、误差因素对仿真的影响，仿真结果和计算结果基本一致。
另外受负载的影响，为保证在最小负载下，变换器依然工作在CCM模式，取
时，即10%的满载功率下电感的最小值为L=3.02mH，电感取值为3mH。 4.2boost电路电感取值：
输入电压最大值为400V，输入电压最小值为360V，输出电压最大值在600V，开关频率为20Khz，最大输入电流为20A，最大输出电流为15A，功率为P=5kW。
最小电感量 
依据上式可以得到满载情况下即时最小电感量L=0.104mH。图8 满负载BCM模式下boost的saber仿真电路
通过saber软件进行验证，在以上条件下，当电感量取值为L=0.25mH时，变换器处于BCM模式，流经电感的电流波形如下图9所示：
图9满负载BCM模式下的buck电路电感电流波形
考虑到误差因素的影响，仿真结果和计算结果基本一致。
另外受负载的影响，为保证在最小负载下，变换器依然工作在CCM模式，取，即10%的满载功率下电感的最小值为L=1.04mH，电感值取整得到L=1mH。 4.3 buck boost电路电感取值
Buck boost电路应结合buck电路和boost电路的电感取值，同时考虑负载影响，尽可能选择较小的电感值，通过以上分析buck boost电路电感取值为3mH。
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作者: Cloudcastle 时间: 2019-3-19 13:53
有点没懂，不过谢谢大佬分享
作者: ozp2003 时间: 2019-8-8 17:28
看得不是很懂，谢谢分享
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），变换器处于临界BCM模式。
，而
，
。因此最小电感量
