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1、密级 : 分类号 : 学校代码： 10075 学 号： 20141257 工程硕士学位论文 基于双向 DC/DC变换器对蓄电池充放 电的研究与设计 学位申请人：李朋 指导教 师 ： 陆 原 学位类别：工程硕士 学科专业：电子与通信工程 授予单位：河北大学 答辩日期：二 _六年六月 Classified Index: CODE: 10075 U.D.C.: NO: 20141257 A Dissertation for the Degree of M.Engineering Research and Design of Battery Charging and Discharging Based
2、 on Bi-directional DC/DC Converter Candidate ： Li Peng Supervisor ： Lu Yuan Academic Degree Applied for ： Specialty ： Master of Engineering Elec.&Comm.Engineering University ： Hebei University Date of Oral Examination ： June, 2016 河北大学 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加
3、以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教 育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 作者签名： _ 日期： 之 0 % 年 6 月厂日 学位论文使用授权声明 本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定， 5卩：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存 论文。 本学位论文属于 1、 保密 ，在 _ 年 _ 月 _ 日解密后适用本授权声明。 2、
4、 不保密 /。 (请在以上相应方格内打 “ V” ） 保护知识产权声明 本人为申请河北大学学位所提交的题目为（為双向义产对蓄电死 的学位论文，是我个人在导师 （ )指导并与导师 合作下取得的研究成果，研究工作及取得的研究成果是在河北大学所提供的研究 经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并严格遵守中华人民共和国 为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规以及河北大学的相关规定。 本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大 学的书面同意和授权，本人保证不以任何形式公开和传播科研成果和科研工作内 容。如果违反本声明，本人愿意承担相应法律责任。 声明人 : 曰 期 ：
5、年 6 月 R 作者签名 : 导师签名 : 日期：冰 6 年 （ 5月 f R 曰期： 2。（ 6 年 6 月 d闩 开关电源技术是电力电子技术的一个重要领域，有着广阔应用前景。近年来， 随着 ARM等电子器件的小型化、高速化，开关电源的控制部分正在向数字化方向 发展。用于开关电源的数字控制器已经在电力电子领域中引起了越来越多的关注， 各种在模拟电路中难以实现的现代控制方法也开始应用于开关电源的控制中，大大 丰富了开关电源的控制方案。而双向 DC/DC变换器作为数字型控制开关电源，不 仅能够通过变换器得到满足要求的输出电压，而且还能够反向吸收输出端多余的能 量，实现能量的双向传输。目前被广泛地
6、应用在各种工业领域中，如交直流不停电 电源系统、光伏电源系统、电动汽车系统以及蓄电池充放电系统中等。本文是以对 蓄 电池充放电系统而提出的，利用双向 DC/DC变换器的降压充电，升压放电的控 制原理对蓄电池进行充放电。其中输入端接直流母线，输出端接蓄电池储能装置系 统，双向 DC/DC变换器作为整个开关电源系统的桥梁枢纽，协调控制着整个电源 系统的充放电。 本文采用目前应用广泛的 BUCK/BOOST型双向 DC/DC变换器作为主拓扑结 构，使用功能最强大的 ARM微控制器进行系统的数字控制，并通过软件设计实现 反馈信号的采集、控制信号的输出、 CAN通信设计等。本文主要利用 ARM微控制 器
7、的定时器 PWM模块产生两路互补可调的 PWM脉冲驱动波形，用以驱动双向 DC/DC变换器两个开关管的导通和关断。通过调节脉冲驱动信号占空比的大小， 使输出电压达到特定的要求。 本文对 BUCK和 BOOST两种工作模式进行详细的理论分析，通过硬件和软件 两方面对双向 DC/DC变换器进行了样机设计，并给出了变换器的主电路，控制板 的辅助电源电路、隔离驱动电路、采样电路、以及 CAN通信等电路的设计。实验 部分采用的是 MATLAB/Simulink仿真软件对 BUCK/BOOST双向 DC/DC变换器正 反两方向的工作模式进行仿真验证，实验结果显示实际输出波形与理论波形相同， 即说明本论文设
8、计的 BUCK/BOOST双向 DC/DC变换器具有现实可行性。 关键词双向 DC/DC变换器 ARM互补 PWM控制 Simulink仿真 Abstract Abstract With the continuous development of the information society, the demand for high quality power supply is increasing, digital control power supply has become one of the new hot spots. The bi-directional DC/DC conv
9、erter as a digital control power supply, not only can be used to meet the requirements of the converter output voltage, but also to reverse the output of the absorption of excess energy, to achieve two-way transmission of energy. Is widely used in AC and DC power supply system, photovoltaic power sy
10、stem, electric vehicle system and battery charging and discharging system. The bi-directional DC/DC converter is more and more widely used in industry. In this paper, based on the charging and discharging system of the battery, the charging and discharging of the battery is carried out by using the
11、voltage dropping and charging of the bi-directional DC/DC converter. The input end is connected with the DC bus, and the output end is connected with the battery energy storage device system, and the bi-directional DC/DC converter is used as the bridge hub of the whole system, and the charging and d
12、ischarging motor system of the whole system is coordinated. The present widely used BUCK/BOOST type bi-directional DC/DC converter as the main topology, using the most popular arm micro controller for digital control, and the feedback signal acquisition, signal control design is realized through the
13、 design of the software. ARM micro controller is used to generate complementary adjustable PWM pulse waveform, by adjusting the duty cycle, so that the input square wave power supply and output square wave power supply to achieve the match. The BUCK and BOOST mode of the two were detailed theoretica
14、l analysis, through hardware and software two bi-directional DC/DC converter in the prototype design, gives the main circuit, auxiliary power circuit, isolation drive circuit, sampling circuit, and can communication circuit design process. Simulation experiment using MATLAB software for bi-direction
15、al DC/DC converter positive and negative direction of the work mode. The experimental results show the stability of the output waveform verify the feasibility of the bi-directional DC / DC converter. Keywords Bi-directional DC/DC converter ARM complementary PWM control Simulink simulation ii 目录 目录 m
16、iM m it . i 1.1课题研宄背景及意义 . 1 1.2 国内外研宄现状 . 2 1.3 基本应用 . 3 1.3.1 不停电电源系统 . 3 1.3.2 光伏电源系统 . 4 1.3.3 电动汽车车载电源系统 . 5 1.3.4 蓄电池电源系统 . 6 1.4 本文研宄 的主要内容 . 6 第 2 章 双 向 DC/DC变换器基本原理 . 8 2.1 基本原理及概况 . 8 2.2 双向 DC/DC变换器的拓扑结构 . 10 2.3 BUCK/BOOST 双向 DC/DC 变换器 . 13 2.4 BUCK变换器基本原理分析 . 14 2.5 BUCK变换器基本原理分析 . 14 2
17、.4.1 BUCK变换器工作模态分析 . 14 2.6 BOOST变换器工作原理分析 . 16 2.5.1 BOOST变换器工作模态分析 . 16 2.7 双向 DC/DC变换器的控制方式 . 18 2.6.1 电压模式 . 18 2.6.2 电流模式 . 19 2.8 蓄电池充放电控制机制 . 20 2.9 本章小结 . 22 第 3章变换器的仿真设计 . 23 3.1 MATLAB仿真介绍 . 23 3.2 双向 DC/DC变换器的仿真设计 . 23 III 目录 3.2.1 降压模式的仿真 . 23 3.2.2 升压模式的仿真 . 25 3.3 本章小结 . 23 第 4章变换器硬件电路
18、设计 . 27 4.1 硬件电路整体设计方案 . 27 4.2 硬件电路平台 . 28 4.3 辅助电源模块 . 28 4.4 采样电路 . 29 4.4.1 电压采样 . 29 4.4.2 电流采样 . 30 4.5信号控制模块 . 31 4.6 隔离驱动保护电路 . 34 4.7 CAN通信模块 . 34 4.8 本章小结 . 34 第 5章变换器软件系统设计 . 37 5.1 ARM微处理控制电路 . 37 5.2 PWM脉宽调制波的产生 . 38 5.3 AD转换模块 . 39 5.4 数字控制程序结构 . 39 5.5 本章小结 . 40 第 6章总结与展望 . 41 6.1 工作总
19、结 . 41 6.2 展望 . 41 #教南犬 . 42 _ . 45 附录 . 46 IV 第 1 章绪论 第 1 章 绪 论 1.1课题研究背景及意义 从古至今，能源是推动社会发展的动力，如果没有能源，那么社会这个庞大的 机器将会停止不前。 目前传统的石油、煤炭和天然气等不可再生能源日渐消耗不断地引起了能源危 机，同时也加剧了环境大面积污染面对环境污染问题和可持续再生能源发展 的双重压力下，清洁、安全、绿色可再生新能源慢慢地成为世界瞩目的焦点，而利 用可再生能源发电不仅能解决能源危机而且还能减少环境污染，因此可再生能源变 得不可或缺。目前常见的新能源有地热能、海洋能、风能、生物质能、核聚变
20、能和 太阳能等但是在新能源的发展道路上存在着一些需要亟待解决的问题，主要是 由于新能源有时会受天气和气候的影响，可再生能源会在随机性上和间歇性上会产 生不持续等问题 2，这时候就需要将储能装置与可再生能源发电单元装置结合起来 使用，以提供稳定连续的输出电能。因此电力储能技术可以很好的解决这一问题。 电力储能就是把电能转换为其他形式的能量存储起来 W， 做以短暂性的存储， 在需要的时候再以其他形式的能转变成电能的形式输出。在众多储能技术中，蓄电 池储能技术被广泛的应用在储能系统中，其中特别适应于电力系统中的储能。它具 有技术相对成熟、安全可靠、容量大、无污染、便于安装、环境适应性强等众多优 点。
21、 根据国内外蓄电池厂商惯例，蓄电池在出厂之前都需要对蓄电池进行三 充两放 的充放电循环过程，以激活正负两极板并且检测蓄电池的实际存储容量蓄电 池厂商一般是利用充电设备对蓄电池进行充电，用放电设备对蓄电池进行放电，而 放电设备一般都是电阻负载，而在这个放电的过程中不能有效的利用放电电能，就 会造成大量的能源白白浪费。而本文设计的双向 DC/DC变换器开关电源就可以很 好的解决这个问题。其整个工作过程是：双向 DC/DC变换器在正向工作时，可以 把直流母线端对蓄电池进行充电，在双向 DC/DC变换器在反向工作时，可以使蓄 电池对直流母线端进行放电，放电的能量也可以返回到电网中，这样 就大大避免了
22、_河北大学工程硕士学位论文 _ 能源的流失。因此研宄双向 DC/DC变换器对于解决蓄电池充放电技术变得至关重 要。 双向 DC/DC变换器作为连接母线电压与储能系统之间的传输纽带 9，不仅能 应用于蓄电池储能系统中，而且还被广泛地应用到交直流不停电系统、航空电源系 统、电动汽车等电源系统中。现在双向 DC/DC变换器正趋于相高频化方向发展， 高频化能减小开关电源体积、降低噪声、提高可靠性和抗干扰性等众多优点。因此 双向 DC/DC变换器将会进入更广泛的应用领域，尤其是在高新技术领域上的应 用，将会推动双向 DC/DC变换器的不断发展，每年都超过两位数字的增长率。在 未来双向 DC/DC变换器的
23、应用和发展在节约资源、保护环境及节约能源等各个方 面都将具有重大的意义。因此研宄双向 DC/DC变换器意义重大。 1.2国内外研究现状 双向 DC/DC变换器是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间 比率，维持稳定输出电压的一种电源，双向 DC/DC变换器一般由脉冲宽度调制 (PWM)控制 1C和 MOSFET构成。自 20世纪 50年代，美国宇航局以小型化重 量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，双向 DC/DC变换器被广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，双向 DC/DC 变换器逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近 20年来，集成的双向
24、 DC/DC变换器沿两个方向发展，第一个方向是对双向 DC/DC变换器的控制电路实 现集成化。第二个方向是实现中、小功率单片集成化。双向 DC/DC变换器自问世 以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了 国内外电源 界的普遍关注。它具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能 指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优 选集成电路。 与国外 DC/DC变换器技术相比，国内从 1977年才开始进入初步发展期，起步 较晚、技术相对落后。目前国内 DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它 们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率
25、模块电源一半的市场。但是，随着 国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产 DC/DC产品所代替。 2 第 1 章绪论 DC/DC变换器的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效 率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮 电通信部门广泛采用 DC/DC变换器极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得 指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资 4000亿元用 于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它己开始采用开关 电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均己相继推出系列产 品。目
26、前，国内 DC/DC变换器开关电源自主研发及生产厂家有 300多家，形成规 模的有十多家。国产开关电源己占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发 的电源系列产品己获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出 口。 DC/DC变换器的发展方向目前市场上中功率管多采用双极型晶体管，开关频 率可达几十千赫；采用 MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关 频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这 种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，理论上开 关损耗为 零，噪声也很小，这是提高 DC/DC变换器工作频率的一种方式。 DC/DC
27、变换器被誉为高效能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为 稳压电源的主流产品。采用了高频变压器和控制集成电路的 DC/DC变换器更具有 效率高、输出稳定、可靠性高等特性，是今后电源的发展趋势。另外，随着电力电 子技术的发展和创新，使得 DC/DC变换器技术也在不断地创新。目前， DC/DC变 换器以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信 息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 1.3基本应用 目前双向 DC/DC变换器主要应用的场合主要有：航空直流电源系统、交直流 不停电电源系统、电动汽车等车载电源系统、以及蓄电池储能等应用场合中。 1.3.1不停电电源系统 直
28、流不停电电源系统结构图如图 1-1所示。双向 DC/DC变换器主要接在 220V 整流电路之后，来进行对蓄电池充放电，另一端直接接在直流负载上。这样就构成 了整个直流不停电电源系统，在外部电源突然断电时，蓄电池电压能直接向直流负 3 220V/50HZ 图 1-1直流不停电电源系统结构 交流不停电电源系统和直流不停电电源系统结构相同，唯一不同的是供电的对 象是交流负载，因此需要在双向 DC/DC变换器后端接 DC/AC逆变器。如图 1-2所 示，即为交流不停电电源系统。 -220V市电 负载 蓄电池 图 1-2交流不停电电源系统 1.3.2光伏电源系统 航空航天系统对电源系统的体积和重量具有严
29、格要求，所以必须提高电源系统 密度，因此具有高密度的双向 DC/DC变换器成为了航空电源系统的主要部件，如 图 1-3所示，为光伏电源系统的结构图。光伏发电系统主要由太阳能电池组阵列和 蓄电池组成，其中太阳能电池阵列存在一个最大功率跟踪点问题 1112。当太阳充 足时，电路就会工作在最大功率跟踪点，转换效率最高。因此需要在电源系统中增 加功率跟踪器来使太阳能阵列工作在最大功率下，此时双向 DC/DC变换器把光能 转变得电能向蓄电池储存起来，以备太阳能电池阵列没有阳光照射时，可以通过双 河北大学工程硕士学位论文 载供电。以保证直流负载的不停电。这种经过双向 DC/DC变换器接蓄电池的方式 有利于
30、延长蓄电池使用寿命 1 。 双向 DC/DC 变换器 ， - 丁 - 双向 DC/DC 变换器 AC/DC变换器 DCAC逆变器 负载母线 4 第 1 章绪论 向 DC/DC变换器向负载进行不间断的供电。另外光伏电源系统也特别适合偏远地 区，可以解决用电难的问题。因此光伏电源系统在我国偏远地区得到了大力发展。 太阳能电池阵列 图 1-3光伏电源系统 1.3.3电动汽车车载电源系统 随着社会的进步，科技的发展，传统汽车排放尾气，制造的噪声等问题对环境 的污染，得到了人们的关注。在美国加利福尼亚州的大气资源局在 1990年 10月提 出了全世界第一个限制汽车废气排放的法案。此后，各国投入巨资，研发
31、一款新型 的电动汽车代替传统机动汽车。经过多年的努力，现在的电动汽车己经得到的广泛 的普及，其具有减小环境污染，提高能源利用率等优点 1314。 电动汽车中的电动机是典型的有源负载，输入端不仅可以释放能量，也可以吸 收能量，而双向 DC/DC变换器的特点就是双向传递能量，因此双向 DC/DC变换器 应用在电动汽车中，一方面可以把电源中的能源传递给电动机，另一方面把制动的 能量传输给蓄电池，这样既可以节省能源，又可以提高效率和性能。如图 1-4所 示，为双向 DC/DC变换器直接接在直流电机上。而对于交流电机而言，如同步电 机和永磁体电机等，需要在双向 DC/DC变换器端加逆变器，如图 1-5所
32、示。 图 1-4电机直接驱动方式 5 图 1-5电机间接驱动方式 1.3.4蓄电池储能系统 河北大学工程硕士学位论文 我国用电负荷峰值存在很大差值，白天负荷一般处于峰谷状态，夜间负荷一般 处于尖峰或超负状态，所以出现了如何削峰填谷的问题。我国系统装机量很难满足 峰值负荷的需求，所以随机性、间歇性清洁能源的大规模开发将增加了系统的调峰 压力。由于电池储能系统响应快速，并且不受地理环境及地理位置的约束，所以特 别适合应用于城市电网中存在的削峰填谷问题。电池储能系统可以应对电网中断和 大面积停电等突发问题，同时还能消除传统能源的波动 15，改善电力质量，所以电 池储能系统逐渐成为了智能电网建设的重要
33、组成部分。如图 1-6所示，蓄电池储能 系统一方面是有市电提供，另一方面是由太阳能光伏提供，不仅可以存储市电电 能，还能合适使用太阳能，提高了整个工作效率 16。 太阳能电池阵列 图 1-6蓄电池储能系统 1.4 本文研究的主要内容 1. 第一章首先介绍了双向 DC/DC变换器的研宄背景及意义，并且概述了国内 外的研宄现状，以及变换器在现实生活中的广泛应用。 2. 第二章介绍了单向和双向 DC/DC变换器的基本原理以及变换器的各种拓扑 结构，本文选择了非隔离型 BUCK/BOOST双向 DC/DC变换器拓扑结构。针对双 向 DC/DC变换器拓扑结构，分别详述了 BUCK电路和 BOOST电路的
34、充放电工作 原理，比较了电压闭环控制和电流闭环控制，并介绍了蓄电池充放电的控制机制。 6 第 1 章绪论 3. 第三章利用 MATLAB软件对 BUCK电路和 BOOST电路做了系统仿真， 并验证结果，最后对整个电路系统进行了实验分析。 4. 第四章主要对双向 DC/DC变换器做了硬件系统设计，其中主要硬件模块 有：辅助电源模块、信号控制模块、驱动保护模块、采样电路模块及 CAN通信模 块等各个电路，并对各个模块电路工作过程做了详细的分析。 5. 第五章对双向 DC/DC变换器做了软件系统设计，简述了 ARM控制器的信 号控制系统、 PWM脉宽调制波的产生、 AD转换器的采样过程等，并介绍了整
35、个 软件系统的流程图。 6. 第六章对本文双向 DC/DC变换器做了工作总结与未来的工作展望。 7 河北大学工程硕士学位论文 第 2 章 双 向 DC/DC变换器基本原理 2.1基本原理及概况 传统的单向 DC/DC变化器只能从一端输入，从另一端输出，不可以反向传 输。如图 2-1所示，为单向 DC/DC变化器原理图。能量只能从乂 :端经过单向变换 器传输到 V2端，不可以反向传输。然而现实生活中有些能量不仅需要从 Vi端传输 到 V2端，而且还需要能量能从 V2端传输到乂 :端，即需要能量双向传输。如图 2-2 所示，是把两个单向DC/DC变换器并联起来使用。第 1个单向 DC/DC变换器主
36、要 是把能量从乂 :端传输到 V2端，第 2个单向 DC/DC变换器把能量从 V2端传输到 乂 :端。即完成了能量的双向传输，如果使用此方法连接，电路就会变得复杂化， 不利于电路的轻量化和扩展。实际上我们可以将两个单向 DC/DC变换器的功能由 一个双向 DC/DC变换器来实现，如图 2-3所示，因此双向 DC/DC变换器简化了电 路、实现了功率双向传输、动态性能好和降低了低成本。因此双向 DC/DC变换器 得到了广泛的应用。 II 12 + - + Vl IlQ v2 图 2-1单向 DC/DC变化器 ll0 II - 12 ll0,l20 II - 12 + V2 ll0, I2 c= +
37、 V2 图 2-12 BUCK/BOOST双向 DC/DC变换器的拓扑结构 2.4 BUCK变换器基本原理分析 BUCK电路为 DC/DC降压电路 24，它是由两个功率晶体开关管 Qi、 Q2与储 能电感、滤波电容构成的。当双向 DC/DC变换器处于 BUCK拓扑结构时， Qi管作 为主驱动管，而 Q2作为同步开关管，（ 与仏互补导通，并且需要设置死区。通过 控制驱动开关管 Qi占空比的大小来达到降压效果。下面将对 BUCK电路进行具体 的工作原理分析。 2.5 BUCK变换器基本原理分析 BUCK电路为 DC/DC降 压 电 路 它 是 由 两 个 功 率 晶 体 开 关 管 Qh Q2与储
38、 能电感、滤波电容构成的。当双向 DC/DC变换器处于 BUCK拓扑结构时， Qi管作 为主驱动管，而 Q2作为同步开关管，（ 与仏互补导通，并且需要设置死区。通过 控制驱动开关管 Qi占空比的大小来达到降压效果。下面将对 BUCK电路进行具体 的工作原理分析。 2.5.1 BUCK变换器工作模态分析 在 BUCK变换器进行分析之前，把电路中的开关管 Q设为理想的开关器件 (忽略其饱和压降，忽略晶体管的漏电流 ） 。 在一个开关周期内，变换器有两种开关状态，下面将详细的叙述各开关模态的 工作情况： (1)当驱动开关管到（ 导通，同步开关管 Q2断开截止时，此时 BUCK电路 的等效电路如图 2
39、-13所示。输入电流流经电感 L， 此时的电感两端电流会线性增 加，此时电容进入充电状态 29。 由此可得： 14 _ 第 2 章双向 DC/DC变换器基本原理 _ L = Vdc-Vbat (2-1) at 在开关管 Q1正向导通时，此时电感上的电流为： A/ VdcVbat/)T (2-2) + L 其中 T为整个开关管的开关周期， Z)为开关管化驱动波形的占空比。 Q1 八 _ , 丄丄 + L Vdc6 92 cH R 图 2-13 BUCK电路的等效电路 (2)当电路中的驱动开关管化断开，同步开关管 Q2导通，此时 BUCK电路 的等效电路如图 2-14所示。电感两端电压方向发生改变
40、，电感 L两端电流不能发 生突变，所以流经 Q2形成放点回路，此时电容将进入放电状态，电感 L与输出电 压 Vbat、 开关管 Q2形成放电回路，输出电压保持不变。 由此可得： L-r = _Vbat (2-3) at 在驱动开关管化断开期间，电感中的电流将线性下降，此时电感两端的电流 可写成： AjL =-L(-D)T _/ (2-4) 当 BUCK电路处于稳定的工作状态时，电感中存储的电流等于电感放电电 流，所以电感电流可得出： A/i+=|Av| (2-5) 等效于： XLZ/)x = aL(l-Z)T (2-6) L L 最终简化可得 15 河北大学工程硕士学位论文 vbat =Ddc (2-7) 2 _ 卩 Vbat 图 2-14 BUCK电路的等效电路 从上式中可以得出结论， BUCK电路的输出