DC-DC变换器的基本电路
伏秒平衡原则：在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值。 若VO在这期间保持不变，则有：L
O
V L
=-
显然，只有Q管导通期间（ton内）电感L增加的电流等于Q管截止期间（toff时间内）减少的电流，这样电路才能达到平衡，才能保证储能电感L中一直有能量，才能不断地向负载提供能量和功率。 in O O
on off
V V V
t t
L L
-
=
考虑到D
on
t T
=和(1D)
off
t T
=-，可得
D
O d
V V
=
表明，Buc k电路输出电压平均值与占空比D成正比，D从0变到1，输出电压从0 根据L 的伏秒平衡原则: Vin*DT=(V o-Vin)*(1-D)T Vin *T=(1-D)TV o 得 V o=Vin/(1-D)
Boost 电路的输入输出关系：
V o/Vin =1/(1-D)
电感电流连续模式下：
开关状态1：Q 导通
Q 管导通，输入电压加到储能电感L 两端，二极管D 被反向截止，等效电路如图b 所示，流过电感的电流：in
in
in L L L L on di di V di i V V L
dt
dt L
dt t L
∆=⇒
=⇒
==
in in ()D L opened on V V
i t T L L
∆=
=
开关状态2：Q 截止
Q 管截止，二极管正向偏置而导通，等效电路如图5-7c 所示电源功率和储存在L 中的能量通过二极管D 输送给负载和滤波电容C 。此时流过电感的电流为：
in in in O
O
L L L L O off V V V V di di di i V V L
dt
dt L
dt t L
∆---=⇒
=⇒
== in in ()(1D)O O L closed off V V V V
i t T L L
∆--=
=-
显然，只有Q 管导通期间（内）储能电感L 增加的电流等于Q 管截止期间（内）减少的电流，这样电路才能达到平衡，才能保证储能电感中一直有能量，才能不断地向负载提供能量和功率。解得：in
1D
O V V =
- 表明Boost DC-DC 变换器是一个升压电路，当占空比从零变到1时，输出电压从 Vin 变到任意大。
3、Buck-Boost 电路
下图为Buc k-Boost 电路原理图，它即能够工作在Buck 型，又能够工作在Boost
型。它的输入电压极性与输出电压极性相反，输入为正时输出为负，在Buck 和Boost 变换器中存在一个能量从电源流入负载的期间，而在Buck-Boost 变换器中，能量首先储存在电感中，然后再由电感向负载释放能量。
1O in D
V V D
=
⋅- 改变占空比就能获得所需的输出电压。 当D=0.5 时，V o=Vin ；
当D>0.5 时，V o>Vin ，为升压型； 当D=0.5 时，V o<Vin ，为降压型。
Q 管截止时承受的反向电压为：
1in O
Q in O V V
V V V D D =+=
=- Q 管开通时，加于二极管D 上的反向电压为
1in O
D in O V V
V V V D D
=+=
=-
4、 Cuk 电路
Cuk 变换器的电路形式如图a 所示，在负载电流连续的条件下，工作波形图如图a 所示，其中L1、L2为储能电感，Q 为功率开关管，D 为续流二极管，C1为传输能量的耦合电容，C2为滤波电容。Cuk 变换器能够提供一个反极性、不隔离的输出电压，输出电压可高于或低于输入电压，而且其输入电流和输出电流都是连续的、非脉动的，这些特点使Cuk 变换器有着广阔的应用前景。
状态1：Q 导通
Q 导通，L1储能，C1电容上的电压使D 反偏置，电容通过负载Z 和L2传输能量，负载获得反极性电压，L2、C2储能。由电路可知，在这种电路结构中，Q 管和二极管D 是同步工作的，Q 导通，D 截止；Q 截止，D 导通。 L1的电流增量为：111
()in in L on V V
i t DT L L ∆+=
= Q
D
L C2Z V d
u c
i C 2
i o
Q导通
i L1
b
L C i C 1
1
2
1
+
-Q D L C2Z V d
u c
i C 2
i o
Cuk电路图
i L1
a
L C i C 1
i D
1
2
1
+
-Q D L C2Z V d
u c
i C 2
i o
Q关断i L1
c L C i D
1
2
1
+
-Q
D
L C2
Z
V d
u c
Q关断时二极管电流为零
d L C 1
2
1
+
-
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