Ⅰ导言
现在，功率因数校对问题是许多电器设备都需求处理的问题。对此，人们提出了许多的电路拓扑和操控计划来处理它。其间运用较为广泛的是使用BOOST型变换器来做功率因数校对。这是由于BOOST变换器具有许多其他电路拓扑所不具有的长处，例如输入电流接连，操控简略等。可是BOOST变换器的输出电压有必要要比输入电压高，这使得在许多场合中需求再添加一级直流变换器来调整其输出电压，例如BUCK变换器。电路如图1所示，造成了电路本钱高，驱动杂乱等缺陷。对此本文提出了一种新式的BOOST-BUCK电路拓扑，其电路结构如图2所示。该变换器具有BOOST型变换器的大多数的长处，一起还具有输出电压可调规模大，输出电流接连等长处。比较图1和图2，咱们能够看出BOOST-BUCK变换器是由BOOST变换器加BUCK变换器集成而成的，经过共用功率MOS管Ms来完成功率因数校对和输出电压的调理的。
文献指出，当使用BOOST变换器做功率因数校对时存在两种首要办法，使用乘法器办法和电压跟从办法。相关于前一种办法，后一种办法仅需求一个开环操控来坚持安稳的占空比。当BOOST电路作业在恒占空比的DCM状况就能够完成很高的功率因数。输入电流接连并且近似为正弦波，并且输入电流接连能够进一步减小输入的EMI滤波器。本文选用恒占空比办法来完成功率因数校对。
在安稳状况，功率MOS管作业在固定的频率和固定的脉宽。相关于BOOST变换器，其作业于DCM状况来完成输入的高功率因数；而BUCK变换器则跟着负载的改变或作业在CCM或DCM状况。在一个开关周期内，输入电源相当于一个直流电源，为了剖析的便利，咱们把图2简化一下，如图3所示。
假定该变换器已作业在安稳状况。对应与图4，该变换器的一个开关周期内的各个作业形式剖析如下：
形式（a）t0-t1：在t0时刻，功率MOS管导通。相关于BOOST变换器而言，二极管D1反向截止；电感电流iL1 流经Vs， L1， D3， Ms回来Vs.而关于BUCK变换器，二极管D1反向截止；电感电流iL2 流经C1， L2， C2&R2， D2， Ms回来C1.两电感均存储能量。
形式（b）t1-t2；在t1时刻，功率MOS管关断。相关于BOOST变换器而言，电感电流iL1经过二极管D1续流；电感电流iL1 流经Vs， L1， D3， D1，C1回来Vs.而关于BUCK变换器，电感电流iL2 也经过二极管D1续流，电感电流iL2 流经L2， C2&R2， D2， D1回来L2.两电感均开释能量。
形式（c）t2-t3；在t2时刻，功率MOS管坚持关断状况。电感电流iL1降为零，BOOST变换器暂停作业。BUCK变换器依然作业在续流状况。
形式（d）t3-t4；在t3时刻，功率MOS管坚持关断状况。电感电流iL2 也降为零。电容C2供给能量给负载。
图5（a）显现该变换器作业时的一个开关周期内的要害波形。在规划过程中，BOOST变换器的电感L1有必要被规划作业在断续状况。如图5（b）所示，输入电流的峰值会主动跟从输入电压，然后完成功率因数校对。
当要完成功率因数校对时，本变换器选用恒频率恒占空比的操控办法来完成功率因数校对。
假定输入的沟通电Vin=Vmsinwt，则输入电流的峰值：
（1）
（1）式中T为开关周期，D为占空比，Ton为开关管的导通时刻。从图5（b）能够看出，峰值电流跟从着kVin的包络线。
当功率开关管关断后，电感向BOOST的输出电容充电，电流下降。电流下降间
（2）
（2）式中Vc1为BOOST的输出电容上的电压。
所以变换器的输入电流
由（6）式能够确认输入电感L1.
Ⅲ 仿真及试验成果
仿真所选用的主电路如图2所示，参数规划如下：沟通输入为正弦波，幅值Vin=310V，频率f=50hz；BOOST电感L1＝2mH，BUCK电感L2＝2mH；BOOST电容C1=470u，BUCK电容C2＝100u；功率开关管用IRF840；二极管选用MUR840.输入滤波器电感为2mH，电容为50nf.
当输出Vout=86V时，负载R=200 欧姆。输入电压、输入电流、输出电压的波形如图6所示。
一个试验电路被用于验证所用电路的实用性。试验参数如下：开关周期为33Khz；输入沟通120V；输入滤波器参数为电感2mH，电容0.33uf；BOOST电感L1=1.3Mh，电容C1=470uf；BUCK电感L2=2.1mH，电容C2=1uf；功率开关管为IRF840；二极管为HER107.驱动选用UC3844进行操控。
当输出电压Vout=85V时，测得输入电压电流波形如图8所示。
图8 输入电压、输入电流的波形
当输出电压Vout=225V时，测得输入电压电流波形如图9所示
图9 输入电压、输入电流的波形
从图8、图9中能够看出该变换器的输出电压能够高于或低于输入电压，且具有较高的功率因数。
Ⅳ 定论
本文提出并剖析了一种新式的BOOST-BUCK变换器。该变换器具有接连的输入电流和输出电流，且其输出电压可调理规模大。该变换器可用于做直流变换器，也能够用于做功率因数校对。
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