Buck-Boost变换器是一种既能够将低输入直流电压转换成高输出直流电压,也能够将高输入直流电压转换成低输出直流电压的变换器电路。在Buck-Boost变换器电路中,输出电压的极性与输入电压的极性相反,而Buck变换器和Boost变换器的输出电压极性与输入电压极性相同。
本文只推导Buck-Boost电路在CCM和DCM情况下的输出电压公式。
CCM
(1)工作状态1(0-t1)
如图(a)所示,主开关管导通,续流二极管截止。在输入电源VIN与电感L组成的回路中,输入电源VIN给电感L储能,此时电感L中的电流变化量为:
其中D是占空比;T是时钟周期。此时,在输出电容CO与负载电阻RL组成的回路中,输出电容CO提供负载电流IO。
(2)工作状态2(t1-t2)
如图(b)所示,主开关管关断,续流二极管导通时,电感产生感生电动势,与电容CO和负载电阻RL构成回路,并给电容CO进行充电,同时也给负载RL提供负载电流。电感L上的电流变化量为:
当系统处在稳态工作时,在每个周期中电感电流的变化量将会相等,可得:
DCM
(1)工作状态1(0-t1)
如图(a)所示,此时电感L的电流改变量为:
(2)工作状态2(t1-t2)
如图(b)所示,此时电感L的电流改变量为:
(3)工作状态3(t2-t3)
如图(c)所示,和连续导通模式一样,电感电流的变化量应是
相等的,即△IL(+)与△IL(-)相等,得:
由输出电流是在工作状态2时的电感电流平均值,得:
联立式(2.11)和(2.12),得:
其中K定义为: