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一隔離型buck-boost變換器的結(jié)構(gòu)分析

教學過程中可以首先明確Buck、Boost和Buck-Boost變換器是三種最基本的DC/DC變換器，是其它變換器的原始結(jié)構(gòu).一般情況下，多數(shù)教材首先安排了非隔離型Buck-Boost變換器的教學內(nèi)容，由于常規(guī)Buck-Boost變換器僅僅通過電感向輸出端傳送能量，與基本Buck或Boost變換器的工作原理非常相似，其工作模式（CCM或DCM）的判斷和理解都比較容易.所以本節(jié)講解時可以首先給出非隔離型Buck-Boost變換器向隔離型Buck-Boost變換器演變的過程，同時講解為什么能夠這樣演變，演變后的電路結(jié)構(gòu)具有哪些新的特點？然后再進行原理分析，就顯得更為順暢，理解的跨度相對較小，對剛接觸功率變換器的學生來講更容易接受.

1隔離型Buck-Boost變換器的由來

常規(guī)的非隔離型Buck-Boost變換器的拓撲結(jié)構(gòu)通過開關的開通和關斷在電感的兩端產(chǎn)生脈沖電壓，這個脈沖電壓在不同的時間間隔，擔負著不同的功能.當開關管開通時電感儲能，輸出電容向負載提供能量；當開關關斷時，電感向負載端釋放能量，為電感磁復位，如果將該電感分解為同一磁芯的耦合電感，即可用變壓器器件代替該獨立電感.接著引出如何能夠?qū)崿F(xiàn)與電感一樣的流通路徑和效果？如果在變壓器同一時刻傳輸能量，則可稱為Forward變換器,該變壓器就是通常意義上只有傳輸功能的兩端口器件；如果在不同時刻傳輸能量，則可構(gòu)造出隔離型Buck-Boost變換器，也稱為Flyback變換器，此時的變壓器應具有儲存能量的作用。

2具有儲能作用的變壓器模型分析

如果不考慮漏磁通,普通變壓器的原理結(jié)構(gòu)圖和磁路模型,原副邊繞組產(chǎn)生的磁動勢。

二CCM模式下變換器的工作原理分析以

（a）所示的反激變壓器等效電路對（d）所示隔離型Buck-Boost變換器進行講解.當主開關管導通時，能量會儲存在磁芯中；當其變?yōu)殛P斷狀態(tài)時，能量會轉(zhuǎn)移到輸出端，若能量沒有完全轉(zhuǎn)移，即在開關管再次導通時還有能量儲存在變壓器中（表現(xiàn)為磁通不為零），就稱變換器工作在連續(xù)模式（CCM）或不完全能量轉(zhuǎn)移模式.反之，如果在變壓器的原理結(jié)構(gòu)圖和磁路模型開關管再次導通時已經(jīng)沒有能量儲存在變壓器中（表現(xiàn)為磁通為零），就稱變換器工作在斷續(xù)模式（DCM）或完全能量轉(zhuǎn)移模式.是變換器工作在CCM模式下的等效電路.

三互動環(huán)節(jié)設計

為了發(fā)揮學生的主體作用，關于變換器的完全能量轉(zhuǎn)移模式，留給同學們獨立分析.以5至6位同學為一組將班級分成若干組別，要求每一組結(jié)合仿真軟件進行參數(shù)設計和仿真實驗，然后在教師的引導下進行討論，對比非隔離型變換器的工作模式，比較它們的異同點，再利用電力電子教材中常用的伏秒平衡原理推導輸入與輸出電壓之間的關系，以增強學生在課堂中的參與程度，調(diào)動其積極性.

四結(jié)論

本文詳細地分析了隔離型Buck-Boost變換器的構(gòu)造方法及隔離變壓器的等效電路結(jié)構(gòu)，再進一步講解變換器的工作原理，同時結(jié)合仿真軟件進行實時演示，理論分析的同時又增強了同學們的直觀認識程度，另外合理的安排同學們獨立分析和仿真的內(nèi)容，然后進行討論和互動，使學生主動參與到教學過程中，讓教與學緊密相結(jié)合.多次講授結(jié)果表明這種講解方法自然流暢，且有利于開拓學生的學習和思維能力，能夠取得積極的課堂效果.

作者：胡雪峰王琳郭蕊代國瑞單位：安徽工業(yè)大學