(完整版)BUCK和BOOST电路

直流BUCK和BOOST斩波电路一、B UCK电路

降压斩波电路(Buck Chopper)

Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。

负载电压的平均值为：

式中t on为V处于通态的时间，t off为V处于断态的时间，T为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on/T)。由此可知，输出到负载的电压平均值U O最大为U i，若减小占空比α，则U O随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。

工作原理为:

当在t on状态时，电源为这个电路供电，并对电感和电容充电，负载电压缓慢上升到电源电压。当t off状态时，电源电压为断开状态，系统供电依靠电感和电容的储能供电。所以是一个递减的电压。所以系统的这个工作流程为，周期性的电源供电方式，而输出的负载的电源大小取决于周期中的占空比。

(a)电路图(b)波形图（实验结果）

图1降压斩波电路的原理图及波形

二、B OOST电路

开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输入侧，称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式升压斩波电路(Boost Chopper)

U i I1t on=(U O-U i) I1t off

i

i

on

i

off

on

on

o

aU

U

T

t

U

t

t

t

U=

=

+

=

U GE

U D

t

t

t

U O

t

on

t

of f

T

U i

V

D

L

C

-

+

-

+

U

E

G

C

R

1

1

U D

+

-

上式中的T/t off ≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。

工作原理

当开关S 在位置a 时，如图2(a)所示电流iL 流过电感线圈L ，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L 中。此时，电容C 放电，R 上流过电流Io ，R 两端为输出电压V o ，极性上正下负。由于开关管导通，二极管阳极接Vs 负极，二极管承受反向电压，所以电容不能通过开关管放电。开关S 转换到位置b 时，构成电路如2(b)所示，由于线圈L 中的磁场将改变线圈L 两端的电压极性，以保持iL 不变。这样线圈L 磁能转化成的电压VL 与电源Vs 串联，以高于Vo 电压向电容C 、负载R 供电。高于Vo 时，电容有充电电流；等于Vo 时，充电电流为零；当V o 有降压趋势时，电容向负载R 放电，维持Vo 不变

(a)电路图 (b)波形图（实验结果 ）

图2升压斩波电路的原理图及波形

i off

i off off

on o U t T U t t t U =+=V D L C U o -+-+

E G C U i 11R I 1+-U D U GE

U D t t

t U O