直流降压升压斩波器优化

直流降压-升压斩波电路（Buck-Boost chopping）的特点是输出电压可以低于电源电压，也可以高于电源电压，是将降压斩波和升压斩波电路结合的一种直流变换电路。直流降压-升压斩波电路如图4-10a所示，该电路有两种工作状态。

图4-10 直流降压-升压斩波电路和工作状态

a）直流降压-升压斩波电路 b）VT导通 c）VT关断

（1）状态一，开关VT导通（图4-10b）

开关VT导通时，电流i_T=i_L由电源E经VT和L，电流上升，电感L储能，如果电感电流是连续的，则电流从VT导通时的I₀₁上升（见图4-11），如果电流是断续的，电感电流侧从0上升（见图4-12），终止电流I₀₂同式（4-13）。在状态一时，二极管VD受反向电压关断，负载R由电容C提供电流。

（2）状态二，开关VT关断（图4-10c）

开关VT关断时，电感电流i_L从VT关断时的I₀₂下降，并经C、R的并联电路和二极管VD流通，电感L释放储能，电容储能。而电感电流i_L能否连续，则取决于电感的储能，如果在状态一，电感储能不足，I₀₂不够大，不能延续到下次VT导通，电感电流就断续（见图4-12）。如果电感和电容的储能足够大，或者尽管电感储能不足，但是电容储能足够大，则负载电流i_d是连续的，否则负载电流要断续。

图4-11 直流降压-升压斩波电路的工作状态和波形（电感电流连续）

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图4-12 直流降压-升压斩波电路的工作状态和波形（电感电流断续）

在电路稳定时，如果电容储能足够大，负载电压不变u_d=U_d，在VT导通时（状态一），u_L=E，i_L的终止电流I₀₂为

占空比。

在VT关断时（状态二），u_L=U_d，i_L的终止电流I₀₁为

将式（4-18）代入式（4-17），可得

从式（4-19）可知，当0≤α≤0.5时，U_d≤E；当0.5＜α＜1时，U_d＞E，因此调节占空比α，电路既可以降压也可以升压。