假设该变换器已工作在稳定状态。对应与图4,该变换器的一个开关周期内的各个工作模式分析如下:
模式(a)t0-t1:在t0时刻,功率MOS管导通。相对于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返回Vs。而对于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返回C1。两电感均存储能量。
模式(b)t1-t2;在t1时刻,功率MOS管关断。相对于BOOST变换器而言,电感电流iL1通过二极管D1续流;电感电流iL1 流经Vs, L1, D3, D1,C1返回Vs。而对于BUCK变换器,电感电流iL2 也通过二极管D1续流,电感电流iL2 流经L2, C2&R2, D2, D1返回L2。两电感均释放能量。
模式(c)t2-t3;在t2时刻,功率MOS管保持关断状态。电感电流iL1降为零,BOOST变换器暂停工作。BUCK变换器仍然工作在续流状态。
模式(d)t3-t4;在t3时刻,功率MOS管保持关断状态。电感电流iL2 也降为零。电容C2提供能量给负载。
图5(a)显示该变换器工作时的一个开关周期内的关键波形。在设计过程中,BOOST变换器的电感L1必须被设计工作在断续状态。如图5(b)所示,输入电流的峰值会自动跟随输入电压,从而实现功率因数校正。
当要实现功率因数校正时,本变换器采用恒频率恒占空比的控制方法来实现功率因数校正。假设输入的交流电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为开关管的导通时间。从图5(b)可以看出,峰值电流跟随着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