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開關電源原理與設計(三):串聯式開關電源儲能濾波電感的計算

鉅大LARGE  |  點擊量:1307次  |  2019年12月26日  

1-2-3.串聯式開關電源儲能濾波電感的計算


從上面分析可知,串聯式開關電源輸出電壓Uo與控制開關的占空比D有關,還與儲能電感L的大小有關,因為儲能電感L決定電流的上升率(di/dt),即輸出電流的大小。因此,正確選擇儲能電感的參數相當重要。


串聯式開關電源最好工作于臨界連續電流狀態,或連續電流狀態。串聯式開關電源工作于臨界連續電流狀態時,濾波輸出電壓Uo正好是濾波輸入電壓uo的平均值Ua,此時,開關電源輸出電壓的調整率為最好,且輸出電壓Uo的紋波也不大。因此,我們可以從臨界連續電流狀態著手進行分析。我們先看(1-6)式:


iLm=(Ui-Uo)/L*Ton+i(0)——K關斷前瞬間(1-6)


當串聯式開關電源工作于臨界連續電流狀態時,即D=0.5時,i(0)=0,iLm=2Io,因此,(1-6)式可以改寫為:


2Io=Uo/2L*T——K關斷前瞬間(1-12)


式中Io為流過負載的電流(平均電流),當D=0.5時,其大小正好等于流過儲能電感L最大電流iLm的二分之一;T為開關電源的工作周期,T正好等于2倍Ton。


由此求得:


L=Uo/4Io*T——D=0.5時(1-13)


或:


L>Uo/4Io*T=Ui/2Io*T——D=0.5時(1-14)


(1-13)和(1-14)式,就是計算串聯式開關電源儲能濾波電感L的公式(D=0.5時)。(1-13)和(1-14)式的計算結果,只給出了計算串聯式開關電源儲能濾波電感L的中間值,或平均值,對于極端情況可以在平均值的計算結果上再乘以一個大于1的系數。


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