PWM DC/DC轉(zhuǎn)換器功率開關(guān)器件的對偶

　　半導(dǎo)體開關(guān)器件是有極性的，因此在用開通與關(guān)斷互為對偶這一基本原則，以決定開關(guān)管或開關(guān)二極管的對偶器件時，要注意它們的極性。當(dāng)然，二極管的對偶器件還是二極管，開關(guān)管的對偶器件也仍然是開關(guān)管。

　　如圖1（a）是一個串聯(lián)晶體管原電路，如圖1（b）為它的對偶電路。其中開關(guān)管V與V‘對偶，電壓源與電流源對偶，電阻R與電導(dǎo)G對偶。電路中各支路的正方向是給定的，稱為有向支路。由有向支路組成的有向圖，可以畫出任一電路的有向主電路圖。在畫對偶有向圖時，對偶有向支路必須與原有向圖中相應(yīng)支路成 90°，并了解對偶圖的正方向規(guī)則。

　　如圖1晶體管開關(guān)電路

　　規(guī)則1：原電路中取順時針方向為網(wǎng)孔電流正方向，則對偶電路中獨立節(jié)點（才目對于參考節(jié)點）的電壓極性為正。原電路中含無源元件的有向支路反時針方向轉(zhuǎn)90°，即得到其對偶有向支路。

　　規(guī)則2：原電路中沿網(wǎng)孔電流正方向的電位升U與對偶電路中流向獨立節(jié)點的電流源I對偶。原電路中含電壓源U的有向支路（電流沿電位升方向）順時針方向轉(zhuǎn)90°，即得其對偶有向支路中電流源I的方向。

　　理想的開關(guān)管在導(dǎo)通時，可以看做是阻值為零的電阻；關(guān)斷時，可以看做是阻值為無窮大（∞）的電阻。因此，求對偶開關(guān)管極性時，含開關(guān)管的有向支路可以和含無源元件的有向支路一樣處理。于是求對偶開關(guān)管極性的規(guī)則如規(guī)則3.

　　規(guī)則3：含開關(guān)管V的有向支路反時針方向轉(zhuǎn)90°，即得含對偶開關(guān)管V′的有向支路，從而可以確定對偶開關(guān)管V’的極性。

　　如圖1（a）原電路的有向圖如圖2（a）所示，如圖2（b）為應(yīng)用上述規(guī)則求對偶有向圖的過程：應(yīng)用規(guī)則1決定含G的有向支路方向；應(yīng)用規(guī)則2決定含電流源Ii的有向支路方向；應(yīng)用規(guī)則3決定含V‘的有向支路方向，從而可以決定對偶開關(guān)管V’的極性。

　　最后得到對偶電路的有向圖，如圖2（c）所示。

　　如圖2 晶體管開關(guān)電路的有向圖

　　求對偶開關(guān)二極管極性的規(guī)則，以如圖3最簡單的整流電路為例，說明如下：

　　如圖3 二極管整流電路

　　如圖3（a）是二極管整流電路，如圖3（b）為其對偶電路。如圖4說明與如圖3（a）對偶電路有向圖的構(gòu)成過程。如圖4（a）為原電路的有向圖，如圖 4（b）為求對偶有向圖的過程，比較如圖4（b）和如圖2（b），可見用規(guī)則1、規(guī)則2可以決定含G和含電流源I，的有向支路方向。在決定對偶二極管D‘ 的極性時，注意到如圖3（a）整流電路中，二極管D處于正向?qū)顟B(tài)，則對偶二極管D’應(yīng)處于反向關(guān)斷狀態(tài)，如圖3（b）所示。

　　如圖4二極管整流電路的有向圖

　　比較如圖3（b）和如圖1（b），可見對偶二極管D'和對偶開關(guān)管V'的極性正好相反。求對偶開關(guān)二極管的極性規(guī)則與求對偶開關(guān)管的極性正相反，如規(guī)則4.

　　規(guī)則4：含二極管D的有向支路順時針方向轉(zhuǎn)90°，即得含對偶二極管D‘的有向支路，從而可以確定對偶二極管的極性。