Buck-Boost變換器的本質安全特性分析及優(yōu)化設計.pdf

1、應用于易燃易爆環(huán)境的電子產品必須滿足防爆要求，本質安全是防爆的最佳形式。直流電源是電子產品的重要組成部分，而目前防爆直流電源多為低效且需笨重隔爆外殼的線性電源，因此本質安全直流開關電源必將獲得廣泛應用。Buck-Boost開關變換器能方便地實現升壓和降壓及負電壓輸出，是直流開關變換器的重要組成部分。本論文將對Buck-Boost變換器的本質安全特性及其設計展開研究，主要工作如下： 對Buck-Boost開關變換器的工作原理及其能

2、量傳輸模式進行了深入分析，進一步將連續(xù)導電模式(CCM)細分為完全電感供能模式(CISM)和不完全電感供能模式(IISM)，給出了CISM與IISM的臨界電感，推導出了各種模式下的紋波電壓表達式，得出了變換器在整個動態(tài)范圍內的最大輸出紋波電壓。 對Buck-Boost開關變換器不同模式下的峰值電感電流進行了分析，推導出了變換器在整個動態(tài)范圍內的最大電感電流，并將其與最小點燃電流相比較，作為判斷該變換器內部本質安全的依據；推導出不

3、同工作模式下Buck-Boost開關變換器在整個動態(tài)范圍內的最大短路釋放能量，得出該類變換器滿足輸出本質安全要求的判斷條件。 根據輸出紋波電壓指標將最小輸出電容值用電感表示出來，并通過令最大輸出短路釋放能量對電感的偏導數為零的方法，得出了在給定設計指標條件下使Buck-Boost變換器的最大輸出短路釋放能量最小的電感和電容設計參數。 以變換器在要求的輸入電壓和負載動態(tài)范圍內同時滿足內部本質安全要求、輸出本質安全要求和期望