双向半桥DC-DC变换器升压降压工作模式简析

双向半桥型的DC-DC变换器由于其拓扑结构的优势，因此在工作的过程中可以轻松的进行职能转换，从根本上保障机体的高效运转并提升工作效率。本文将会就双向半桥变换器在升压、降压两种工作模式下的状态进行简要分析，帮助工程师更全面的了解这种类型变换器的优势所在。

双向半桥DC-DC变换器升压工作模式

首先我们来看一下双向半桥变换器在升压模式下的工作状态。在这种模式下，功率开关sl以恒定的开关频率，采用PwM的方式工作。这种模式下的工作电路如图1所示：

图1 升压变换器模式下的导通、关断状态

我们可以看到，在升压模式下，当开关S1处于导通状态时（如图1所示），电池组电压Ui全部加到电感L上，电感电流il线性增长，电能以磁场能的形式存储在电感L中。二极管Dl截止，负载由输出电容C2供电。当Sl关断时，电感电流iL通过二极管向输出侧流动，电池组和电感L的储能向负载和输出电容c2转移，从而给输出电容C2充电。此时加在电感L上的电压为Ui-Uo，因为Ui<Uo，故iL线性减小。因此，通过调整sl的占空比，可以改变输出电压的大小。

双向半桥DC-DC变换器降压工作模式

在了解了升压工作模式的具体情况后，我们再来看一下双向半桥变换器在降压模式下的工作情况。在这种模式下，功率开关S2以恒定的开关频率，采用PWM的方式工作。这种模式下的工作电路如图2所示：

图2 降压变换器模式下的导通、关断状态

由上图中我们可以看到，在降压模式下，当开关S2导通时（如2所示），输出电压U0加到二极管D2和电感L、输入电容Cl上，故二极管D2截止。由于输入电容电压保持不变，因此加在电感I上的电压为u0-ui。因为Uo>Ui，故电感电流iL线性增长，由电动机的机械能转换得到的电能以磁场能的形式存储在电感L中，并同时对电池组充电。当S2关断时，电感电流iL通过二极管D2续流，此时加在电感L上的电压为-Ui，电感电流iL线性减小，电感L的储能向电池组转移。因此，通过调整S2的占空比，可以改变电压ui和电感电流iL的大小。这样的控制方法一方面可以很好地控制电池组的充电电流，另一方面可以很好地控制电动机的制动深度。

总结

工程师在全面了解了双向半桥型的DC-DC变换器工作状态后，可以依据不同的设计要求，进行变换器的选型参考，从而更进一步的提升工作效率、降低运行成本。