斩波电路(6) - 升降压斩波电路

这节课我们来讲升降压斩波电路 我们先讲一下关于升降压斩波电路 Buck-Boost 名称的一些问题 当我们学习了 Buck 电路和 Boost 电路以后 我们都会有这样的想法 把这两个电路前后级联 不就既能升压又能降压了吗 确实升降压电路也可以叫做 Buck-Boost 电路 但如果我们去推导 怎么把 Buck-Boost 级联简化为升降压电路 就属于误人子弟了 因为升降压电路其实是由 Boost 电路单独演化来的 和 Buck 电路是没有关系的 我们来看一下 升压斩波电路的拓扑 当开关断开的时候 电感上产生的电压 是帮助电源 V1 导通 所以如果我们从 AB 两点去取出电压的话 它肯定是高于原电压 V1 的 这也是升压斩波电路的基本原理 如果我们把这个电路倒转九十度 我们不从 AB 取出电压来 因为 AB 取出来的一定是升压 我们从 AC 取电压的话 那么是不是就有可能构成升降压电路呢 我们姑且试一试 我们现在如果把 CE 相连，AF 相连 简单分析一下有没有什么问题 电感电流自左向右 那么把它的电取出来 电感的电流在上面的网孔应该是逆时针的 这样一来，这个二极管就挡住了电感电流 所以这么放不对，我们可以镜像一下 这样电感电流的流向就对了，我们暂且认为这样可行 我们把电路竖着看别扭，我们一般习惯于横着看电路把它放倒 就得到了升降压斩波电路一般的雏形 我们继续对它进行变换 因为如果这里是地 输出电压以这里为地的话 它们两个中间隔了一个二极管 不共地，输入输出电压不共地 我们就去进行一些变换 我们做了两个变换 第一 为了看得舒服好看我们把开关从下面移到了上面 对于一个串联的一个电路来说 你把开关放在这还是放这是没有区别的 都能够阻断电流 同样我们把二极管放的上面为了让它共地 注意由于电流的方向是这样的 所以把这 D1 往上放的时候需要调转方向 这个电路就是升降压斩波电路 我们来求解输出电压 首先是标定电压的正方向 我们可以按照习惯默认标注 上面是正下面是负 这个随便标没有关系 因为如果实际结果与标注不符的话 我们应该能解出负数来 这是开关闭合时候的等效电路 与电感有关的电路就长这样 可以非常简单的列出电感的电压 就等于输入电压 开关断开时候的等效电路长成这样 二极管等效为导线 那么我们也能够列出电压表达式 也很简单，就是 Uo 根据稳态电感平均电压为0 列方程，代入我们刚刚推导的电压 我们就求解出了输出电压的表达式 是负的 TON 比上 TOFF 负数代表它输出的是负压 TON 比上 TOFF 可以大于1也可以小于1 因此它是升降压电路 我们可以定性分析一下为什么它是反压 开关闭合，电感电流朝这个方向 开关断开，有二极管续流 电感电流朝这个方向 那么它明显是反向对电容进行充电 所以肯定得出是负压 我们看升降压电路和升压电路的关系 这个是升压电路的输出电压表达式 它其实整理后可以变成两个部分 UI 加上 TON 除以 TOFF 电源本身和电感产生电压部分 这个就是电感产生电压 而我们的升降压电路实际上就是取了这个部分 拿出来就构成了升降压斩波电路 那么 Buck-Boost 电路它取材于 Boost 电路 所以它也不能工作在空载情况 有关 Buck-Boost 电路的仿真 我们可以课后大家可以利用 TINA 自行进行仿真 这节课就到这里