Boost变换器在DCM和CCM下的稳态分析

"DCM主要参量的稳态波形-Boost电路解析" Boost变换器是一种常用的电力电子转换器，主要用于将输入电压提升到高于其原始值的输出电压，因此得名“升压变换器”。本资源主要探讨了Boost变换器在连续导电模式（CCM）和不连续导电模式（DCM）下的工作原理和主要参量的稳态波形。 1. Boost变换器的电路拓扑：其基本结构包括一个开关元件（通常是晶体管）、一个二极管、一个电感和一个滤波电容。这些元件共同作用，实现了电压提升的功能。 2. 工作原理：当晶体管导通时，输入电压Vs通过电感L向负载提供能量，同时为电容C充电，维持负载电压Vo；晶体管截止时，二极管导通，电感释放之前存储的能量至负载和电容，完成能量传输。 3. CCM主要参量的稳态波形：在CCM中，电感电流在整个开关周期内保持连续。稳态分析的关键是电感电压伏秒平衡原理，它决定了输出电压Vo与输入电压Vs及导通比D之间的关系。 4. CCM稳态电压变比：公式D/(1-D)表明，导通比D越大，输出电压Vo越高，且总是大于1，这是Boost变换器升压功能的体现。 5. CCMBoost变换器电感电流纹波：纹波大小与导通时间DTs、电感L和输入电压Vs有关，这影响到变换器的效率和稳定性。 6. DCMBoost变换器：当电感小、负载电阻大或开关频率低时，变换器进入DCM。在这种模式下，电压变比不仅与D1有关，还与D2相关，D2由电路参数决定。 7. DCM稳态分析：同样基于电感电压伏秒平衡，但计算公式有所不同，电压变比在DCM中受到D1和D2的双重影响。 8. D2与电路参数的关系：D2与电路中的电阻R、电感L和开关频率fS等参数有关，通过推导可以得出复杂的数学表达式。 9. DCM与CCM模式的稳态电压变比曲线：两种模式下的电压变比特性不同，CCM通常更稳定，而DCM则更依赖于电路参数。 10. DCM与CCM的临界条件：临界点发生在电感电流i_s在开关周期末尾趋于零的时刻，此时电流I_s等于零，从CCM过渡到DCM。 Boost变换器在CCM和DCM下的工作特性具有明显的差异，理解这些特性对于设计高效、稳定的升压电源系统至关重要。实际应用中，根据负载需求和系统规格，选择合适的运行模式和参数优化，可以实现最佳性能。