在直流變換中不產生電能形式變化，隻產生直流電參數的變化。DC/DC變換器具有成本低、重量輕
、可靠性高、結構簡單等特點，因此，在工業領域和實驗室得到了廣泛應用。單象限直流電壓變換器電路的特點是輸出電壓平均值Uo跟隨占空比D值而變

，但不管D為何值，Uodejixingzeshizhongbubian
，zheduiyuzhiliukaiguanwenyadianyuanyileideyingyongchangsuoshinenggoumanzuyaoqiude。danduiyuzhiliutiaosudianyuan，fuzaiweizhiliudiandongjishi，shangshuxingnengbianbunengmanzuyaoqiu，yinerfazhanleduoxiangxianzhiliudianyabianhuandianlu。

雙象限電路分為輸出電流平均值Io極性可變的電路與輸出電壓平均值Uo極性可變的電路兩類，通常前一種電路稱為電流雙象限電路，後一種電路稱為電壓雙象限電路。電流雙象限電路是指輸出電流平均值Io的幅值和極性均隨控製信號us而變化，但輸出電壓平均值Uo的極性卻始終為正，即電路可運行於第一和第二象限。電壓雙象限電路是指輸出電壓平均值Uo的幅值和極性均隨控製信號us而變化
，但輸出電流平均值Io卻始終為正
，即電路可運行於第一和第四象限。本文將對電壓雙象限BuckBoost電路進行分析。

Buck電路

(1)電路結構

主電路如圖1所示。用電感、內阻和等效電壓串聯電路表示有源負載，橋的直流輸入端並聯濾波電容。這是一個全橋電路結構
，橋的每臂用全控型器件(S1
，S2)和不控型器件(D1，D2)組成。S1及S2的控製采用PWM控製
，這樣可以調節D值，並且及時檢測負載的運行狀況
，由此控製開關的關斷和開通。此電路的元器件、電源、負載均假設為理想的。輸出濾波電感足夠大，可保證負載電流連續，且線性升降。

(2)工作原理

運行於第一象限
這是指輸出端電壓平均值和電流平均值均為正的工作狀態。(0≤t≤DT) S1及S2均導通，等效電路如圖2(a)所示
，輸出電壓Uo為Ud
，輸入電流等於輸出電流，輸出電流線性增長，負載從電源吸取能量。(DT≤t≤T) S1導通，S2斷開，D1正偏續流，等效電路如圖2(b)所示，由於S1與D1導通

，Uo的值為零。輸出電壓平均值為 Uo=Dud。

運行於第四象限
這(zhe)是(shi)指(zhi)輸(shu)出(chu)端(duan)電(dian)壓(ya)平(ping)均(jun)值(zhi)為(wei)負(fu)而(er)電(dian)流(liu)平(ping)均(jun)值(zhi)為(wei)正(zheng)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。當(dang)電(dian)路(lu)負(fu)載(zai)為(wei)電(dian)動(dong)機(ji)且(qie)驅(qu)動(dong)位(wei)能(neng)性(xing)負(fu)載(zai)
，如(ru)卷(juan)揚(yang)機(ji)的(de)提(ti)升(sheng)機(ji)構(gou)，當(dang)放(fang)下(xia)重(zhong)物(wu)時(shi)
，電(dian)機(ji)在(zai)重(zhong)物(wu)作(zuo)用(yong)下(xia)反(fan)轉(zhuan)
，電(dian)樞(shu)感(gan)應(ying)電(dian)勢(shi)反(fan)向(xiang)，電(dian)磁(ci)轉(zhuan)矩(ju)成(cheng)為(wei)製(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)
，為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)安(an)全(quan)
，必(bi)須(xu)改(gai)變(bian)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)的(de)極(ji)性(xing)和(he)幅(fu)值(zhi)

，使(shi)電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo)於(yu)第(di)四(si)象(xiang)限(xian)，將(jiang)位(wei)能(neng)經(jing)過(guo)變(bian)換(huan)電(dian)路(lu)反(fan)饋(kui)到(dao)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)。具(ju)體(ti)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)如(ru)下(xia)。

(DT≤t≤T)S1及S2均斷開，電感端電壓反向，D1，D2正偏導通，等效電路如圖3(a)所示，輸出電壓Uo為-Ud
，負載反饋能量。(0≤t≤DT)S1斷開
，S2導通，負載電流由D2換到S2中。等效電路如圖3(b)所示，Uo的值為零。輸出電壓平均值為 Uo=-Dud。由以上分析可知此電路及其控製策略可以實現雙象限Buck電路功能。

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Boost電路

(1)電路結構

主電路如圖4所示。圖中S1

，S2，S3為全控型器件，D1及D2為不控型器件。負載依然為有源負載，直流輸入端串聯電感。S1
，S2，S3的控製采用 PWM控製
，此電路的元器件

、電源
、fuzaitongyangjiasheweilixiangde。shuchulvbodianganzugouda，kebaozhengfuzaidianliulianxu
，qiexianxingshengjiang。keyikanchu，bendianludeshejisixiangyeshiliyongquanqiaoshixianshuangxiangxianyunxing，qihaochuzaiyujiandan
、可靠。

(2)工作原理

運行於第一象限
(DT≤t≤T)S1斷開，S2及S3均導通
，等效電路如圖5(a)所示，電感電壓UL=Ud-Uo。0≤t≤DT)S1
，S2，S3均導通
，等效電路如圖5(b)所示，電感電壓UL=Ud。輸出電壓平均值為Uo=Ud/(1-D)。

運行於第四象限
(DT≤t≤T) S1，S2，S3均斷開
，電感端電壓反向，D1及D2正偏導通
，等效電路如圖6(a)所示
，電感電壓UL=Ud+Uo。(0≤t≤DT) S1導通，S2及S3均斷開，等效電路如圖6(b)所示，電感電壓UL=Ud。輸出電壓平均值為 Uo=-Ud/(1-D)。

Buck-Boost電路

(1)電路結構

主電路如圖7所示。圖中S0，S1
，S2，S3
，S4為全控型器件。負載依然為有源負載，直流輸入端並聯電感Lo。所有開關均采用PWM控製，此電路的元器件
、電源、負載同樣假設為理想的。輸出濾波電感足夠大，可保證負載電流連續，且線性升降。此電路與雙象限Boost電路不同之處是主開關與電感相互交換位置。也是利用單象限BuckBoost電路的主電路衍生出來的
，並利用全橋全控電路實現雙象限功能。改變占空比D可以實現升壓或降壓功能。

(2)工作原理

運行於第一象限
(0≤t≤DT) S0

，S1

，S2均導通，S3及S4斷開，等效電路如圖8(a)所示，電感電壓UL=Ud。(DT≤t≤T) S0，S1及S3斷開，S2及S4導通

，等效電路如圖8(b)所示
，電感電壓UL=-Uo。

運行於第四象限
(DT≤t≤T) S0，S2，S4斷開，S1及S3導通，電感端電壓反向，等效電路如圖9(a)所示，電感電壓UL=Uo。(0≤t≤DT)S0
，S3，S4導通，S1及S2斷開
，等效電路如圖9(b)所示，電感電壓UL=Ud。輸出電壓平均值為Uo=-DUd/(1-D)。

總結

雙象限的Buck
、Boost、Buck-Boost電(dian)路(lu)是(shi)在(zai)傳(chuan)統(tong)單(dan)象(xiang)限(xian)電(dian)路(lu)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)衍(yan)生(sheng)出(chu)來(lai)的(de)，在(zai)雙(shuang)象(xiang)限(xian)特(te)性(xing)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)分(fen)析(xi)每(mei)一(yi)步(bu)的(de)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)和(he)具(ju)體(ti)現(xian)象(xiang)
，為(wei)雙(shuang)象(xiang)限(xian)電(dian)路(lu)及(ji)直(zhi)流(liu)變(bian)換(huan)電(dian)路(lu)完(wan)善(shan)發(fa)展(zhan)開(kai)辟(pi)了(le)先(xian)河(he)。

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