《電子技術(shù)應(yīng)用》
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開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(連載6)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算
陶顯芳
摘要: 反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算方法與前面“串聯(lián)式開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算”方法基本相同,計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中儲(chǔ)能電感的數(shù)值,也是從流過儲(chǔ)能電感的電流為臨界連續(xù)電流狀態(tài)進(jìn)行分析。
Abstract:
Key words :

    反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算方法與前面“串聯(lián)式開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算”方法基本相同,計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中儲(chǔ)能電感的數(shù)值,也是從流過儲(chǔ)能電感的電流為臨界連續(xù)電流狀態(tài)進(jìn)行分析。但須要特別注意,反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中的儲(chǔ)能電感僅在控制開關(guān)K關(guān)斷期間才產(chǎn)生反電動(dòng)勢向負(fù)載提供能量,因此,流過負(fù)載的電流比串聯(lián)式開關(guān)電源流過負(fù)載的電流小一倍,即:當(dāng)占空比小于0.5時(shí),反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中流過負(fù)載R的電流Io只有流過儲(chǔ)能電感L最大電流iLm的四分之一。

根據(jù)(1-21)式:

iLm =Ui*Ton/L —— K關(guān)斷前瞬間 (1-21)

(1-21)式可以改寫為:

4Io = Ui*T/2L —— K關(guān)斷前瞬間 (1-28)

    式中Io為流過負(fù)載的電流,當(dāng)D = 0.5時(shí),其大小等于最大電流iLm的四分之一;T為開關(guān)電源的工作周期,T正好等于2倍Ton。
由此求得:

L = Ui*T/8Io —— D = 0.5時(shí) (1-29)

或:
L > Ui*T/8Io —— D = 0.5時(shí) (1-30)

    (1-29)和(1-30)式,就是計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中儲(chǔ)能電感的公式。同理,(1-29)和(1-30)式的計(jì)算結(jié)果,只給出了計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)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(jì)算結(jié)果上再乘以一個(gè)大于1的系數(shù)。
    當(dāng)儲(chǔ)能電感L的值小于(1-29)式的值時(shí),流過濾波電感L的電流上升率將增大,如果流過濾波電感L的電流iL為連續(xù)電流,輸出電壓Uo將會(huì)升高;如果為了維持濾波輸出電壓Uo不變,則必須要把控制開關(guān)K占空比D減小,但占空比D的減小將會(huì)使流過儲(chǔ)能電感的電流iL出現(xiàn)不連續(xù),從而使濾波輸出電壓Uo的電壓紋波增大。
    如果流過濾波電感L的電流iL不是連續(xù)電流,儲(chǔ)能電感L的減小,將會(huì)使流過儲(chǔ)能電感的電流iL不連續(xù)的時(shí)間變長,電源濾波輸出電壓Uo不但不會(huì)升高,反而會(huì)使反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源濾波輸出電壓Uo的電壓紋波顯著增大。
    當(dāng)儲(chǔ)能濾波電感L的值大于(1-29)式的值時(shí),流過儲(chǔ)能電感L的電流上升率將減小,輸出電壓Uo將降低,但濾波輸出電壓Uo的電壓紋波顯著減小;如果為了維持電源濾波輸出電壓Uo不變,控制開關(guān)K必須要把占空比D增大,而占空比D的增大又會(huì)使流過儲(chǔ)能電感的電流iL不連續(xù)的時(shí)間縮短,或由電流不連續(xù)變成電流連續(xù),從而使電源濾波輸出電壓Uo的電壓紋波降低。

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