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CN118249678B - 基于无桥降压型pfc变换器的高pf无刷直流电机驱动系统 - Google Patents

基于无桥降压型pfc变换器的高pf无刷直流电机驱动系统 Download PDF

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CN118249678B
CN118249678B CN202410560867.6A CN202410560867A CN118249678B CN 118249678 B CN118249678 B CN 118249678B CN 202410560867 A CN202410560867 A CN 202410560867A CN 118249678 B CN118249678 B CN 118249678B
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Abstract

本发明公开了基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，涉及无刷直流电机驱动系统技术领域；该无刷直流电机驱动系统包括后级逆变器、无刷直流电机和前级无桥降压型PFC变换器；前级无桥降压型PFC变换器的拓扑结构包括buck变换单元、buck‑boost变换单元和中间母线电容Co；buck变换单元包括开关管S1、整流二极管DR1、二极管D1、电感L1，用于交流输入负半周期内的电能变换；buck‑boost变换单元包括开关管S2、整流二极管DR2、二极管D2、电感L2，用于交流输入正半周期内的电能变换；前级无桥降压型PFC变换器通过buck变换单元、buck‑boost变换单元实现正、负双极性的交流输入，单极性直流输出；通过控制前级无桥降压型PFC变换器的输出电压Vo，实现无刷直流电机转速闭环控制。

Description

基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统
技术领域
本发明属于无刷直流电机驱动系统技术领域，尤其涉及基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统。
背景技术
全球超过一半的电能被消耗于电机相关的产业，因此研究高效高性能的电机驱动系统具有较好的低碳环保效应。其中，无刷直流电机(Brushless DC,BLDC)电机凭借其结构简单、效率高、功率密度高、低维护成本、高寿命等优势，目前被广泛应用于家电、工业产线、消费者产品等多种应用场合，被认为是直至2023年的主流电机。但是，现有BLDC电机驱动系统的功率因数(power factor,PF)较低、输入电流谐波较大，难以满足对功率因数和输入电流谐波有较高要求的应用场合。
传统BLDC驱动系统如图1所示。交流输入vin经二极管整流桥整流后，再通过直流母线向逆变器供电。逆变器通过开关管通断再向BLDC电机供电，并实现电机无刷换相。传统驱动系统的前级电路无输入功率因数校正(power factor correction,PFC)电路，且后级逆变器主要通过电力电子器件通断对BLDC电机实现闭环控制。该系统存在PF值低，输入电流谐波大，电机母线电压较高(低耐压BLDC电机无法使用)等问题。
对此，通过在前级加入降压型PFC变换器，可以提升系统PF值、降低输入电流谐波以及电机母线电压。然而，目前，降压型PFC变换器存在输入电流死区时间，导致其PF值和输入电流谐波较差，而且传统包含整流桥的降压型PFC变换器存在较高的整流桥导通损耗。
本发明提出一种基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，其可以实现BLDC电机宽转速下高PF值的闭环控制，且系统控制方案简单，可以使系统驱动低耐压BLDC电机。
发明内容
本发明的目的在于提供基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，以解决上述背景技术中提出的现有技术中传统BLDC驱动系统存在PF值低，输入电流谐波大，电机母线电压较高等问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，包括后级逆变器和无刷直流电机，所述后级逆变器包括6个开关管；还包括前级无桥降压型PFC变换器；
所述前级无桥降压型PFC变换器的拓扑结构包括buck变换单元、buck-boost变换单元和中间母线电容Co；
所述buck变换单元包括开关管S1、整流二极管DR1、二极管D1、电感L1，用于交流输入负半周期内的电能变换；
所述buck-boost变换单元包括开关管S2、整流二极管DR2、二极管D2、电感L2，用于交流输入正半周期内的电能变换；
所述前级无桥降压型PFC变换器通过buck变换单元、buck-boost变换单元实现正、负双极性的交流输入，单极性直流输出；通过控制前级无桥降压型PFC变换器的输出电压Vo，实现无刷直流电机转速闭环控制。
优选地，交流输入侧的一端与整流二极管DR2的阳极、整流二极管DR1的阴极连接；交流输入侧的另一端与二极管D1的阴极、电感L2的一端、中间母线电容Co的正极相连；
整流二极管DR2的阴极与开关管S2的漏极相连，开关管S2的源极与二极管D2的阴极、电感L2的另一端相连；
整流二极管DR1的阳极与开关管S1的源极相连，开关管S1的漏极与二极管D1的阳极、电感L1的一端相连，电感L1的另一端与二极管D2的阳极、中间母线电容Co的负极相连。
优选地，6个开关管为U相下桥臂开关管T1、U相上桥臂开关管T2、V相下桥臂开关管T3、V相上桥臂开关管T4、W相下桥臂开关管T5、W相上桥臂开关管T6；
中间母线电容Co的正极与U相上桥臂开关管T2漏极、V相上桥臂开关管T4漏极、W相上桥臂开关管T6漏极相连；
中间母线电容Co的负极与U相下桥臂开关管T1源极、V相下桥臂开关管T3源极、W相下桥臂开关管T5源极相连；
U相上桥臂开关管T2源极、U相下桥臂开关管T1漏极与无刷直流电机U相端子相连；V相上桥臂开关管T4源极、V相下桥臂开关管T3漏极与无刷直流电机V相端子相连；W相上桥臂开关管T6源极、W相下桥臂开关管T5漏极与无刷直流电机W相端子相连。
优选地，所述后级逆变器通过六步换相法实现无刷直流电机的励磁线圈电流换相；所述U相下桥臂开关管T1、V相下桥臂开关管T3、W相下桥臂开关管T5采用固定斩波，所述U相上桥臂开关管T2、V相上桥臂开关管T4、W相上桥臂开关管T6在换相期间内保持直通。
优选地，所述无刷直流电机转速闭环控制，具体如下：
所述前级无桥降压型PFC变换器采用单电压环进行控制，利用其输出参考电压根据无刷直流电机的目标转速决定，通过控制前级无桥降压型PFC变换器的输出电压Vo，实现控制无刷直流电机的转速；
PFC变换器输出参考电压Vo,fb,rev与目标转速的转换公式如下：
Vo，fb，rev＝Vo，fb/(a*ωset-b)
式中，ωset为目标转速，Vo,fb为前级无桥降压型PFC变换器的母线电压采样值，即为前级无桥降压型PFC变换器的输出电压Vo；a、b为固定数值，与无刷直流电机的自身参数有关，能够通过测试具体得到。
优选地，所述采用单电压环进行控制，具体如下：
所述前级无桥降压型PFC变换器的母线电压采样信号与输出参考电压Vo,ref比较，再经过PI参数调节得到误差反馈信号，误差反馈信号与三角波比较产生比较器的输出信号，该输出信号用于直接驱动开关管S1、开关管S2。
优选地，所述前级无桥降压型PFC变换器的工作模态如下：
工作模态1：开关管S1和开关管S2处于导通状态，输入端经过整流二极管DR2向电感L2充能，电感电流iL2线性上升，开关管S2的电流与电感电流iL2的幅值相同，方向相同；中间母线电容Co为后级电路供能；
工作模态2：开关管S1和开关管S2关断，二极管D2导通，存储于电感L2的能量向后级电路供能，电感电流iL2线性下降直至为零；
工作模态3：开关管S1和开关管S2保持关断，该工作模态在电感电流iL2线性下降到零时开始，此时电感电流iL2＝0，且中间母线电容Co为后级电路供能；
工作模态4：开关管S1和开关管S2处于导通状态，输入端经过整流二极管DR1、开关管S1，向电感L1充能，电感电流iL1线性上升，开关管S1、二极管DR1的电流与电感电流iL1的幅值相同，方向相同；中间母线电容Co为后级电路供能；
工作模态5：开关管S1和开关管S2关断，二极管D1导通，存储于电感L1的能量经过二极管D1向后级电路供能，电感电流iL1线性下降直至为零；
工作模态6：开关管S1和开关管S2保持关断，该工作模态在电感电流iL1线性下降到零时开始，此时电感电流iL1＝0，中间母线电容Co为后级电路供能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)、本发明中无刷直流电机驱动系统采用前级PFC电路与后级逆变器集成控制方法，在不增加采样电路的方式下，实现电机速度闭环控制与前级功率因数校正；且具有较高的功率因数与较低的中间系统母线电压，可以通过单电压环控制实现PFC功能与输出电压调节(电机输出转速调节)。
(2)、本发明中无刷直流电机驱动系统采用无桥降压型PFC变换器，电路拓扑中不包含二极管整流桥，器件导通损耗低，系统效率高，可以满足低耐压BLDC电机的电压运行要求，实现低耐压BLDC电机驱动系统高PF值运行；同时相比现有技术中传统BLDC电机驱动系统，没有增加二极管导通损耗。
(3)、本发明中无刷直流电机驱动系统控制电路简单，没有增加复杂的采样电路，并且PFC电路可以采用相同的驱动信号控制两个开关管，控制简单。
附图说明
图1为背景技术中传统BLDC驱动系统的电路拓扑图；
图2为本发明中基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统的电路拓扑图；
图3为本发明中基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统的电路拓扑的等效简化图；
图4为本发明中基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统中的前级无桥降压型PFC变换器正半周期运行模态图；
图5为本发明中基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统中的前级无桥降压型PFC变换器负半周期运行模态图；
图6为本发明中基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统中的前级无桥降压型PFC变换器的关键器件仿真波形图；
图7为本发明中基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统的关键器件仿真波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，具体如下：
参见图2，该无刷直流电机驱动系统包括前级无桥降压型PFC变换器、后级逆变器和无刷直流电机。图2给出了无刷直流电机驱动系统的电路拓扑与控制方法。
PFC变换器的电路拓扑主要包括开关管S1、开关管S2，二极管D1、二极管D2，整流二极管DR1、整流二极管DR2，中间母线电容Co，电感L1、电感L2；后级逆变器部分主要包括6个开关管，分别为开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4、开关管T5、开关管T6；BLDC电机主要包括内置霍尔位置传感器以及电机主体。其中，PFC变换器电路由于buck变换单元与buck-boost变换单元均只处理单极性的输入，因此为实现双极性交流电能变换为单极性直流电输出，分别配置两路变换单元实现正、负双极性的交流输入，单极性直流输出。
具体地，交流输入侧的一端与整流二极管DR2的阳极、整流二极管DR1的阴极连接。交流输入侧的另一端与二极管D1的阴极、电感L2的一端、中间母线电容Co的正极相连；且后级逆变器U相上桥臂开关管T2漏极、后级逆变器V相上桥臂开关管T4漏极、后级逆变器W相上桥臂开关管T6漏极与中间母线电容Co的正极相连。开关管S2的漏极与整流二极管DR2的阴极相连。开关管S2的源极与二极管D2的阴极、电感L2的另一端相连。二极管D2的阳极和电感L1的一端、中间母线电容Co的负极相连；且后级逆变器U相下桥臂开关管T1源极、后级逆变器V相下桥臂开关管T3源极、后级逆变器W相下桥臂开关管T5源极与中间母线电容Co的负极相连。开关管S1源极与整流二极管DR1的阳极相连。电感L1的另一端、二极管D1的阳极与开关管S1漏极相连。后级逆变器U相上桥臂开关管T2源极、U相下桥臂开关管T1的漏极与无刷直流电机U相端子相连。后级逆变器V相上桥臂开关管T4源极、V相下桥臂开关管T3的漏极与无刷直流电机V相端子相连。后级逆变器W相上桥臂开关管T6源极、W相下桥臂开关管T5的漏极与无刷直流电机W相端子相连。
参见图3，图3给出了无刷直流电机驱动系统的简化等效电路以及其控制原理简图。该无刷直流电机驱动系统的工作原理具体如下：
图3中，PFC变换器的控制仍然采用简单的单电压环进行控制，只是其电压参考由电机目标转速所决定。图2中，参考电压Vo,ref固定为1，通过改变反馈电压Vo,fb的系数(见图2中Vo,fb,rev的相关等式)可以实现母线电压调节。理论上该控制原理等同于图3中改变Vo,ref，而不对反馈电压Vo,fb的系数进行修改。本发明之所以采用图2所示母线电压控制方式，是因为这种方式可以避免参考电压大幅度变化时所引起的PI参数性能未达预期的情况，更有利于系统稳定运行。
如图3所示，本质上，本发明控制系统是通过控制前级PFC变换器的输出电压Vo，即系统的母线电压Vbus，实现电机转速闭环控制。其中，逆变器和直流电机可以等效为传统的有刷电机，只是系统中的BLDC电机采用了开关器件及成熟的六步换相法实现无刷换相以避免传统有刷电机的碳刷头维护和损耗。也就是说，本发明系统中，无刷直流电机与直流有刷电机类似，均通过控制无刷直流电机输入侧电压，结合转速与输入母线电压之间固定的线性转换公式，以实现控制电机转速的目的。
转换公式如下：
Vo,fb，rev＝Vo，fb/(0.065*ωset-1.826)
式中，ωse t为目标转速，Vo,fb为PFC变换器的母线电压采样值；式中的固定数值与无刷直流电机的自身参数有关，可以通过测试具体得到相关系数。
即对于本发明系统而言，控制PFC变换器的输出电压Vo，实际上也是在控制BLDC电机的转速。需要说明的是，这种控制方法是由于BLDC电机的端电压与转速成线性关系所决定，对于其他电机，并不一定存在这种电压与转速的转换关系，如异步电机。
由上述说明可知，前级无桥降压型PFC变换器电路的宽输出电压Vo闭环控制对于电机闭环控制至关重要。因此，以下通过模态图分别说明本发明AC-DC无桥降压型PFC变换器的工作原理。
参见图4，图4(a)为前级无桥降压型PFC变换器在交流输入正半周期的工作模态1等效电路；图4(b)为前级无桥降压型PFC变换器在交流输入正半周期的工作模态2等效电路；图4(c)为前级无桥降压型PFC变换器在交流输入正半周期的工作模态3等效电路。
参见图5，图5(a)为前级无桥降压型PFC变换器在交流输入负半周期的工作模态4等效电路；图5(b)为前级无桥降压型PFC变换器在交流输入负半周期的工作模态5等效电路；图5(c)为前级无桥降压型PFC变换器在交流输入负半周期的工作模态6等效电路。
工作模态1：该阶段，开关管S1和开关管S2处于导通状态，输入端经过整流二极管DR2向电感L2充能，电感电流iL2线性上升，开关管S2的电流与电感电流iL2的幅值相同，方向相同。中间母线电容Co为后级电路供能。
工作模态2：开关管S1和开关管S2关断，二极管D2导通，存储于电感L2的能量向后级电路供能，电感电流iL2线性下降直至为零。
工作模态3：开关管S1和开关管S2保持关断，该工作模态在电感电流iL2线性下降到零时开始，此时电感电流iL2＝0，且中间母线电容Co为后级电路供能。
工作模态4：开关管S1和开关管S2处于导通状态，输入端经过整流二极管DR1、开关管S1，向电感L1充能，电感电流iL1线性上升，开关管S1、二极管DR1的电流与电感电流iL1的幅值相同，方向相同。中间母线电容Co为后级电路供能。
工作模态5：开关管S1和开关管S2关断，二极管D1导通，存储于电感L1的能量经过二极管D1向负载端供能，电感电流iL1线性下降直至为零。
工作模态6：开关管S1和开关管S2保持关断，该工作模态在电感电流iL1线性下降到零时开始，此时电感电流iL1＝0，中间母线电容Co为后级电路供能。
后级逆变器主要通过成熟的六步换相法实现BLDC电机的励磁线圈电流换相，在此不再赘述。只是需要说明的是，逆变器三个桥臂下开关管采用固定斩波，上开关管在换相期间内保持直通，这种方式可以减少桥臂上开关管的开关损耗。
为验证本发明专利的电机驱动系统在交流输入220Vac下的可行性，采用PSIM仿真软件对该电路进行仿真验证。电机驱动系统仿真结果如下：
具体参数：交流输入采用正弦信号拟合，交流电压峰值为311V，频率为50Hz，电感L1为65uH，电感L2为180uH，中间母线电容Co为3000uF，电机输出转速为1000～2500rpm，PFC变换器开关频率为47kHz，PI参数中P为4，I为0.005，变换器最大输出电压为160V。逆变器开关频率为20k，斩波占空比为0.525。另外，为保证输入电流为连续量，在输入侧加入电磁滤波电感Lf与输入电容Cf，分别设置为Lf＝3mH、Cf＝0.2uF。
图6为前级无桥降压型PFC变换器的关键器件波形仿真图。由图6可知，在交流输入220Vac、频率50Hz的情况下，无桥降压型变换器实现了160V的稳压输出。且电感L1、电感L2分别在输入电压vin的正负半周期交替工作，实现了无整流桥时的AC-DC变换运行。而且，各器件仿真波形稳定，表明变换器能通过如图2所示的系统闭环控制方案实现了闭环稳定运行。此外，所提系统中，前级PFC变换器的两个电感交替工作在半个输入交流工频周期，说明PFC变换器实现了稳定地无桥运行，即半个工频周期内只有一个变换单元在运行，验证了变换器工作原理。
图7为无刷直流电机驱动系统的运行关键波形图。可以看到图7中电机输出转速能稳定工作在不同目标转速下，其PFC变换器的输出电压能稳定工作于固定值，且两个电感交替工作，未发生相互干扰，表明PFC变换器能够稳定地运行于图2所示的单电压环控制下。
此外，为对比本发明驱动系统架构与传统系统架构，根据图1所示电路，构建传统驱动系统架构仿真电路，其参数如下：交流输入有效值电压为220Vac(峰值电压311V)，中间母线电容Co为3000uF，逆变器开关频率20kHz，转速闭环控制PI参数中P为0.001，I为0.0001。
表1给出了本发明中BLDC电机驱动系统与传统系统架构在不同转速下的PF值、母线电压值。由表1可以看到，相比传统系统架构，本发明的系统架构具有明显更高的PF值与更低的母线电压。而且，当设置目标转速时，PFC变换器的输出电压(即母线电压)会相应变化，从而改变电机转速，验证了本专利的转速闭环控制方法。
表1在220Vac输入下的本发明的变换器性能对比
根据上述理论分析与仿真结果可以看出，本发明所提出的基于无桥降压型PFC变换器的BLDC电机驱动系统，相对传统系统架构具有明显更高的PF值与更低的母线电压。在220Vac输入下，传统系统母线电压在309V左右，其无法满足低压BLDC电机的工作需要，必须再加入一级降压DC-DC变换器，且其现有PF值均低于0.3。相对地，本发明驱动系统的母线电压与电机转速保持一固定关系，且电压明显低于309V，PF值均大于0.85以上。
本发明中基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，其可以实现BLDC电机宽转速下高PF值的闭环控制。且系统控制方案简单，可以使系统驱动低耐压BLDC电机。本实施例中，160V电压等级BLDC电机被作为后级电机使用。需要说明的是，在220Vac交流输入电压下，对于120V、100V、60V等低耐压BLDC电机，本发明的降压式驱动系统均是可行的，只要根据不同BLDC电机耐压、转速范围情况，固定逆变器的斩波占空比大小，再调整母线电压与电机转速的转换公式系数即可。
以上所述，仅用于帮助理解本发明的方法及其核心要义，但本发明的保护范围并不局限于此，对于本技术领域的一般技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，包括后级逆变器和无刷直流电机，所述后级逆变器包括6个开关管；其特征在于，还包括前级无桥降压型PFC变换器；
所述前级无桥降压型PFC变换器的拓扑结构包括buck变换单元、buck-boost变换单元和中间母线电容C o；
所述buck变换单元包括开关管S 1、整流二极管D R1、二极管D 1、电感L 1，用于交流输入负半周期内的电能变换；
所述buck-boost变换单元包括开关管S 2、整流二极管D R2、二极管D 2、电感L 2，用于交流输入正半周期内的电能变换；
所述前级无桥降压型PFC变换器通过buck变换单元、buck-boost变换单元实现正、负双极性的交流输入，单极性直流输出；通过控制前级无桥降压型PFC变换器的输出电压V o，实现无刷直流电机转速闭环控制；
交流输入侧的一端与整流二极管D R2的阳极、整流二极管D R1的阴极连接；交流输入侧的另一端与二极管D 1的阴极、电感L 2的一端、中间母线电容C o的正极相连；
整流二极管D R2的阴极与开关管S 2的漏极相连，开关管S 2的源极与二极管D 2的阴极、电感L 2的另一端相连；
整流二极管D R1的阳极与开关管S 1的源极相连，开关管S 1的漏极与二极管D 1的阳极、电感L 1的一端相连，电感L 1的另一端与二极管D 2的阳极、中间母线电容C o的负极相连；
6个开关管为U相下桥臂开关管T 1、U相上桥臂开关管T 2、V相下桥臂开关管T 3、V相上桥臂开关管T 4、W相下桥臂开关管T 5、W相上桥臂开关管T 6；
中间母线电容C o的正极与U相上桥臂开关管T 2漏极、V相上桥臂开关管T 4漏极、W相上桥臂开关管T 6漏极相连；
中间母线电容C o的负极与U相下桥臂开关管T 1源极、V相下桥臂开关管T 3源极、W相下桥臂开关管T 5源极相连；
U相上桥臂开关管T 2源极、U相下桥臂开关管T 1漏极与无刷直流电机U相端子相连；V相上桥臂开关管T 4源极、V相下桥臂开关管T 3漏极与无刷直流电机V相端子相连；W相上桥臂开关管T 6源极、W相下桥臂开关管T 5漏极与无刷直流电机W相端子相连；
所述无刷直流电机转速闭环控制，具体如下：
所述前级无桥降压型PFC变换器采用单电压环进行控制，利用前级无桥降压型PFC变换器的输出电压根据无刷直流电机的目标转速决定，通过控制前级无桥降压型PFC变换器的输出电压V o，实现控制无刷直流电机的转速；
前级无桥降压型PFC变换器的输出转换电压V o,fb,rev与目标转速的转换公式如下：
式中，ω se t为目标转速，V o,fb为前级无桥降压型PFC变换器的母线电压采样值，即为前级无桥降压型PFC变换器的输出电压V o；a、b为固定数值，与无刷直流电机的自身参数有关，能够通过测试具体得到；
所述前级无桥降压型PFC变换器的母线电压采样信号V o,fb经过转换公式得到输出转换电压V o,fb,rev，再由V o,fb,rev与输出参考电压V o,ref比较，再经过PI参数调节得到误差反馈信号，误差反馈信号与三角波比较产生比较器的输出信号，该输出信号用于直接驱动开关管S 1、开关管S 2。
2.根据权利要求1所述的基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，其特征在于，
所述后级逆变器通过六步换相法实现无刷直流电机的励磁线圈电流换相；所述U相下桥臂开关管T 1、V相下桥臂开关管T 3、W相下桥臂开关管T 5采用固定斩波，所述U相上桥臂开关管T 2、V相上桥臂开关管T 4、W相上桥臂开关管T 6在换相期间内保持直通。
3.根据权利要求1或2所述的基于无桥降压型PFC变换器的高PF无刷直流电机驱动系统，其特征在于，所述前级无桥降压型PFC变换器的工作模态如下：
工作模态1：开关管S 1和开关管S 2处于导通状态，输入端经过整流二极管D R2向电感L 2充能，电感电流i L2线性上升，开关管S 2的电流与电感电流i L2的幅值相同，方向相同；中间母线电容C o为后级电路供能；
工作模态2：开关管S 1和开关管S 2关断，二极管D 2导通，存储于电感L 2的能量向后级电路供能，电感电流i L2线性下降直至为零；
工作模态3：开关管S 1和开关管S 2保持关断，该工作模态在电感电流i L2线性下降到零时开始，此时电感电流i L2=0，且中间母线电容C o为后级电路供能；
工作模态4：开关管S 1和开关管S 2处于导通状态，输入端经过整流二极管D R1、开关管S 1，向电感L 1充能，电感电流i L1线性上升，开关管S 1、二极管D R1的电流与电感电流i L1的幅值相同，方向相同；中间母线电容C o为后级电路供能；
工作模态5：开关管S 1和开关管S 2关断，二极管D 1导通，存储于电感L 1的能量经过二极管D 1向后级电路供能，电感电流i L1线性下降直至为零；
工作模态6：开关管S 1和开关管S 2保持关断，该工作模态在电感电流i L1线性下降到零时开始，此时电感电流i L1=0，中间母线电容C o为后级电路供能。
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