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• 工程原理：

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BUCK變換器電壓增益公式推導(dǎo)：

設(shè)輸入電壓為Ud，輸出電壓為Uo，開關(guān)管開啟的占空比為D，一個(gè)周期時(shí)間為Ts。

在連續(xù)模式下，開關(guān)變換器中電感電壓必然周期性重復(fù)，每個(gè)開關(guān)周期電感的儲能為0，則有（Ud-U0）*D*Ts-Ud*（1-D)*Ts=0，解得Uo/Ud=D,即連續(xù)模式下buck電路的電壓增益為D。

在斷續(xù)模式下，設(shè)二極管續(xù)流占空比為D1.則有（Ud-Uo）*D*Ts-Uo*D1*Ts+0=0，解得Uo/Ud=D/(D+D1). 且電感兩端的電壓UL=L*diL/dt，對兩邊積分得L*ILmax=（Ud-Uo）*D*Ts，解得Io=（D+D1)*Ts*ILmax/（2*Ts），即可得出D+D1的值，代入不連續(xù)模式下的電壓增益公式可得M=D^2*L*fs/(Ud8(1-M)*D)。

定義Ib=Ud/L*fs（基值），Io*=Io/Ib（比例）。推導(dǎo)出buck電路的電壓增益公式為：連續(xù)模式下，M=D, ?斷續(xù)模式下，M=D^2/(2*Io*+D^2)

BOOST變換器電壓增益公式推導(dǎo)：

設(shè)輸入電壓為Ud，輸出電壓為Uo，開關(guān)管開啟的占空比為D，一個(gè)周期時(shí)間為Ts。

在連續(xù)模式下，電感每個(gè)周期的電流變化為0，UL=L*diL/dt，對兩邊積分得

故連續(xù)模式下BOOST電壓增益為1/（1-D）

在不連續(xù)模式下：

對于輸出電流，在一個(gè)周期內(nèi)，總的輸出電流等于總的流經(jīng)電感的電流。根據(jù)流經(jīng)電感的電流-時(shí)間圖，矩形面積為輸出電流與時(shí)間的乘積，三角形面積為流經(jīng)電感的電流與時(shí)間的乘積。

雙向DCDC變換器電壓增益公式推導(dǎo)：

在純buck和純boost模式下，電壓增益分別與buck變換器和boost變換器一致。

在buck-boost交互模式下：

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故綜合得出，設(shè)管1開通占空比為D1，管2開通占空比為D2，D1+D2=1,則雙向DCDC變換器的電壓增益為D1或1-D2

工程解釋：

根據(jù)以上分析，本電路目的在于將9v-50v(最高可至600v,50v僅是受到了電解電容的耐壓限制）的電壓自動降到9v進(jìn)行輸出。通過單片機(jī)輸出PWM波實(shí)現(xiàn)。例如輸入18v，輸出9v，pwm波占空比即為50%；輸入12v，輸出9v，pwm波占空比即為75%，以此類推。那么pwm波的輸出邏輯設(shè)置就比較簡單，采用簡單的pid算法即可實(shí)現(xiàn)（見工程代碼文件的mian.c）

實(shí)物演示：

? ? ? ? ? ? ? ??見視頻附件（電壓表在左側(cè)），可見輸入電壓在13v至24v之間變化時(shí)，輸出都可穩(wěn)定在9v左右。

總結(jié)

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