Buck-Boost变换器电子教学论文

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一隔离型buck-boost变换器的结构分析

教学过程中可以首先明确Buck、Boost和Buck-Boost变换器是三种最基本的DC/DC变换器，是其它变换器的原始结构.一般情况下，多数教材首先安排了非隔离型Buck-Boost变换器的教学内容，由于常规Buck-Boost变换器仅仅通过电感向输出端传送能量，与基本Buck或Boost变换器的工作原理非常相似，其工作模式（CCM或DCM）的判断和理解都比较容易.所以本节讲解时可以首先给出非隔离型Buck-Boost变换器向隔离型Buck-Boost变换器演变的过程，同时讲解为什么能够这样演变，演变后的电路结构具有哪些新的特点？然后再进行原理分析，就显得更为顺畅，理解的跨度相对较小，对刚接触功率变换器的学生来讲更容易接受.

1隔离型Buck-Boost变换器的由来

常规的非隔离型Buck-Boost变换器的拓扑结构通过开关的开通和关断在电感的两端产生脉冲电压，这个脉冲电压在不同的时间间隔，担负着不同的功能.当开关管开通时电感储能，输出电容向负载提供能量；当开关关断时，电感向负载端释放能量，为电感磁复位，如果将该电感分解为同一磁芯的耦合电感，即可用变压器器件代替该独立电感.接着引出如何能够实现与电感一样的流通路径和效果？如果在变压器同一时刻传输能量，则可称为Forward变换器,该变压器就是通常意义上只有传输功能的两端口器件；如果在不同时刻传输能量，则可构造出隔离型Buck-Boost变换器，也称为Flyback变换器，此时的变压器应具有储存能量的作用。

2具有储能作用的变压器模型分析

如果不考虑漏磁通,普通变压器的原理结构图和磁路模型,原副边绕组产生的磁动势。

二CCM模式下变换器的工作原理分析以

（a）所示的反激变压器等效电路对（d）所示隔离型Buck-Boost变换器进行讲解.当主开关管导通时，能量会储存在磁芯中；当其变为关断状态时，能量会转移到输出端，若能量没有完全转移，即在开关管再次导通时还有能量储存在变压器中（表现为磁通不为零），就称变换器工作在连续模式（CCM）或不完全能量转移模式.反之，如果在变压器的原理结构图和磁路模型开关管再次导通时已经没有能量储存在变压器中（表现为磁通为零），就称变换器工作在断续模式（DCM）或完全能量转移模式.是变换器工作在CCM模式下的等效电路.

三互动环节设计

为了发挥学生的主体作用，关于变换器的完全能量转移模式，留给同学们独立分析.以5至6位同学为一组将班级分成若干组别，要求每一组结合仿真软件进行参数设计和仿真实验，然后在教师的引导下进行讨论，对比非隔离型变换器的工作模式，比较它们的异同点，再利用电力电子教材中常用的伏秒平衡原理推导输入与输出电压之间的关系，以增强学生在课堂中的参与程度，调动其积极性.

四结论

本文详细地分析了隔离型Buck-Boost变换器的构造方法及隔离变压器的等效电路结构，再进一步讲解变换器的工作原理，同时结合仿真软件进行实时演示，理论分析的同时又增强了同学们的直观认识程度，另外合理的安排同学们独立分析和仿真的内容，然后进行讨论和互动，使学生主动参与到教学过程中，让教与学紧密相结合.多次讲授结果表明这种讲解方法自然流畅，且有利于开拓学生的学习和思维能力，能够取得积极的课堂效果.

作者：胡雪峰王琳郭蕊代国瑞单位：安徽工业大学