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，Uo的de極ji性xing則ze始shi終zhong不bu變bian，這zhe對dui於yu直zhi流liu開kai關guan穩wen壓ya電dian源yuan一yi類lei的de應ying用yong場chang所suo是shi能neng夠gou滿man足zu要yao求qiu的de。但dan對dui於yu直zhi流liu調tiao速su電dian源yuan，負fu載zai為wei直zhi流liu電dian動dong機ji時shi，上shang述shu性xing能neng便bian不bu能neng滿man足zu要yao求qiu，因yin而er發fa展zhan了le多duo象xiang限xian直zhi流liu電dian壓ya變bian換huan電dian路lu。

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、負(fu)載(zai)同(tong)樣(yang)假(jia)設(she)為(wei)理(li)想(xiang)的(de)。輸(shu)出(chu)濾(lv)波(bo)電(dian)感(gan)足(zu)夠(gou)大(da)，可(ke)保(bao)證(zheng)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)連(lian)續(xu)，且(qie)線(xian)性(xing)升(sheng)降(jiang)。可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，本(ben)電(dian)路(lu)的(de)設(she)計(ji)思(si)想(xiang)也(ye)是(shi)利(li)用(yong)全(quan)橋(qiao)實(shi)現(xian)雙(shuang)象(xiang)限(xian)運(yun)行(xing)，其(qi)好(hao)處(chu)在(zai)於(yu)簡(jian)單(dan)、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-Boostdianlushizaichuantongdanxiangxiandianludejichushangyanshengchulaide，zaishuangxiangxiantexingdejichushangfenximeiyibudegongzuoguochenghejutixianxiang，weishuangxiangxiandianlujizhiliubianhuandianluwanshanfazhankaipilexianhe。

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