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电源技术论文
电压双象限Buck-Boost电路拓扑及分析
摘要：在传统全桥电路的基础上利用单象限电路研究新的电路，达到拓宽现有电路拓扑
应用领域的目的。介绍了电压双象限Buck，Boost，Buck/Boost电路以及对他们的开关器
件关断和开通的分析。
关键词：变换器；拓扑；双象限；电压控制
引言
在直流变换中不产生电能形式变化，只产生直流电参数的变化。DC/DC变换器具有成
本低、重量轻、可靠性高、结构简单等特点，因此，在工业领域和实验室得到了广泛应
用。单象限直流电压变换器电路的特点是输出电压平均值Uo跟随占空比D值而变，但不管
D为何值，Uo的极性则始终不变，这对于直流开关稳压电源一类的应用场所是能够满足要
求的。但对于直流调速电源，负载为直流电动机时，上述性能便不能满足要求，因而发
展了多象限直流电压变换电路。
双象限电路分为输出电流平均值Io极性可变的电路与输出电压平均值Uo极性可变的电路
两类，通常前一种电路称为电流双象限电路，后一种电路称为电压双象限电路。电流双
象限电路是指输出电流平均值Io的幅值和极性均随控制信号us而变化，但输出电压平均
值Uo的极性却始终为正，即电路可运行于第一和第二象限。电压双象限电路是指输出电
压平均值Uo的幅值和极性均随控制信号us而变化，但输出电流平均值Io却始终为正，即
电路可运行于第一和第四象限。本文将对电压双象限BuckBoost电路进行分析。
1 Buck电路
1.1 电路结构
主电路如图1所示。用电感、内阻和等效电压串联电路表示有源负载，桥的直流输入
端并联滤波电容。这是一个全桥电路结构，桥的每臂用全控型器件（S1，S2）和不控型
器件（D1，D2）组成。S1及S2的控制采用PWM控制，这样可以调节D值，并且及时检测负
载的运行状况，由此控制开关的关断和开通。此电路的元器件、电源、负
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