哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.1电力电子技术直流直流开关型变换器(3)+-LTCRSVLVLioici+-oVCO+-LDTCRSVLVLioici+-oVCO+110VRSV+-oV220V+-LLVLiCO+110VRSV+-oV220V+-升压变换电路的设计思路:泵升原理5.3 升压（BOOST）变换器5.3.1 电路结构和基本原理1 1）需串联电势才能升压）需串联电势才能升压2 2）利用电感储能）利用电感储能3 3）电感储能释放储能）电感储能释放储能4 4）二极管隔离输出电压）二极管隔离输出电压哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.2电力电子技术直流直流开关型变换器(3)升压变换器的电路结构升压变换器的电路结构保持输保持输出电压出电压储存储存电能电能规定电能传规定电能传递的方向递的方向 稳态分析时，假设滤波电容非常大稳态分析时，假设滤波电容非常大升压变换器特点：升压变换器特点：输出电压高于输入电压输出电压高于输入电压哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.3电力电子技术直流直流开关型变换器(3)5.3.2 连续导通的工作模式n 连续导通模式：连续导通模式：电感电流连续，电感电流连续，即即iL(t)0开关开关闭合闭合时：二极管反时：二极管反偏截止，输出被隔离；偏截止，输出被隔离；输入电源向电感中储能输入电源向电感中储能开关开关断开断开时：输入电时：输入电源及电感共同向输出侧源及电感共同向输出侧提供电能。提供电能。哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.4电力电子技术直流直流开关型变换器(3)开关开关闭合闭合（ ）时时的等效电路的等效电路开关断开开关断开（ ）时时的等效电路的等效电路哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.5电力电子技术直流直流开关型变换器(3)n变压比变压比利用电感上的利用电感上的伏秒平衡伏秒平衡原则原则n 电流比电流比n 连续导通模式下的升压变换器可等效为连续导通模式下的升压变换器可等效为直流升压变压直流升压变压器器，变压比可通过占空比，变压比可通过占空比D在在大于大于1的范围内的范围内连续调节。连续调节。哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.6电力电子技术直流直流开关型变换器(3)5.3.3 断续导通工作模式n电感电流临界连续的情况电感电流临界连续的情况 电感电流电感电流iL在关断阶段（在关断阶段（toff）结束时恰好为零。）结束时恰好为零。电感电流临界连续电感电流临界连续电感电流断续电感电流断续哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.7电力电子技术直流直流开关型变换器(3)临界临界状态状态n升压变换器的控制特性升压变换器的控制特性最大临界连续电流最大临界连续电流哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.8电力电子技术直流直流开关型变换器(3) 每个开关周期，电感储能都要传递给输出端。每个开关周期，电感储能都要传递给输出端。如果负载较轻，不能消耗该能量，将导致电容电压如果负载较轻，不能消耗该能量，将导致电容电压上升上升Vo过高导致负载侧出现过压或击穿电容。所以过高导致负载侧出现过压或击穿电容。所以升压变换器不能空载工作升压变换器不能空载工作。n升压变换器工作在断续导通模式时的特殊要求升压变换器工作在断续导通模式时的特殊要求哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.9电力电子技术直流直流开关型变换器(3)5.3.4 寄生元件的影响 电感、电容、开关、二极管等元件上的损耗产生了电感、电容、开关、二极管等元件上的损耗产生了寄寄生元件效应生元件效应，当，当D接近接近1时，实际的变压比有所下降。时，实际的变压比有所下降。应用时，一般要限制占空比应用时，一般要限制占空比D，使寄生效应不明显。，使寄生效应不明显。哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.10电力电子技术直流直流开关型变换器(3)5.3.5 输出电压的脉动率实际上，实际上，电容值有限，电容值有限，输出电压存在脉动。输出电压存在脉动。连续导通模式下，连续导通模式下，输出电压脉动率输出电压脉动率哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.11电力电子技术直流直流开关型变换器(3)n例例52在下图所示的升压斩波电路中，已知在下图所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和值和C值极大，值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当，采用脉宽调制控制方式，当Ts=40s，ton=25s时，回答下列问题：时，回答下列问题： 1）计算输出电压平均值计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值，输出电流平均值Io，输入，输入电源的电流平均值电源的电流平均值Iin。 2）画出如下）画出如下波形波形：器件：器件V上电流上电流iv和电压和电压uv，二极管，二极管VD上电流上电流iVD和电压和电压uVD。 3）计算器件计算器件V上电流平均值上电流平均值IdV和有效值和有效值IV哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术17.12电力电子技术直流直流开关型变换器(3)解：解：1）2）3）课间