與前面計算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中儲能電感的數(shù)值方法基本相同,,計算并聯(lián)式開關(guān)電源儲能電感也是從流過儲能電感的電流為臨界連續(xù)電流狀態(tài)著手進(jìn)行分析。并聯(lián)式開關(guān)電源中的儲能電感與反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中的儲能電感工作原理基本一樣,,都是在控制開關(guān)K關(guān)斷期間才產(chǎn)生反電動勢向負(fù)載提供能量,,因此,流過負(fù)載的電流只有流過儲能電感電流的四分之一,。
根據(jù)(1-45)式:
iLm =Ui*Ton/L —— K關(guān)斷前瞬間 (1-45)
(1-45)式可以改寫為:
4Io =Ui*T/2L —— K關(guān)斷前瞬間 (1-53)
式中Io為流過負(fù)載的電流,,當(dāng)D = 0.5時,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 (1-54)
或:
L >Ui*T/8Io —— D = 0.5時 (1-55)
(1-54)和(1-55)式,就是計算并聯(lián)式開關(guān)電源儲能電感的公式,。同理,,(1-54)和(1-55)式的計算結(jié)果,只給出了計算并聯(lián)開關(guān)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(jié)果上再乘以一個大于1的系數(shù)。
對于電感取不同數(shù)值和在不同的占空比狀態(tài)下工作的情況分析,,請參考前面關(guān)于“反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲能電感的計算”內(nèi)容的論述,。
1-4-4.并聯(lián)式開關(guān)電源儲能濾波電容的計算
并聯(lián)式開關(guān)電源儲能濾波電容的計算,可以參考前面串聯(lián)式開關(guān)電源或反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中儲能濾波電容的計算方法,,同時還可以參考圖1-6中儲能濾波電容C的充,、放電過程。
這里要特別注意的是,,并聯(lián)式開關(guān)電源與反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中的儲能電感一樣,,僅在控制開關(guān)K關(guān)斷期間才產(chǎn)生反電動勢向負(fù)載提供能量,因此,,即使是在占空比D等于0.5的情況下,,儲能濾波電容器充電的時間與放電的時間也不相等,電容器充電的時間小于半個工作周期,,而電容器放電的時間則大于半個工作周期,,但電容器充、放電的電荷是相等的,,即電容器充電時的電流大于放電時的電流,。
從圖1-13可以看出,并聯(lián)式開關(guān)電源,,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,,流過負(fù)載的電流Io只有流過儲能電感最大電流iLm的四分之一。在占空比D等于0.5的情況下,,電容器充電的時間為3T/ 8,,電容充電電流的平均值為3iLm/8 ,或3io/2 ,;而電容器放電的時間為5T/8 ,,電容放電電流的平均值為0.9 Io。因此有:
式中ΔQ為電容器充電的電荷,,Io流過負(fù)載的平均電流,,T為工作周期。電容充電時,,電容兩端的電壓由最小值充到最大值(絕對值),,相應(yīng)的電壓增量為2ΔUc,,由此求得電容器兩端的波紋電壓ΔUP-P為:
(1-58)和(1-59)式,就是計算并聯(lián)開關(guān)電源儲能濾波電容的公式(D = 0.5時),。式中:Io是流過負(fù)載電流的平均值,,T為開關(guān)工作周期,ΔUP-P為濾波輸出電壓的波紋,,或電壓紋波,。一般波紋電壓都是取電壓增量的峰-峰值,因此,,當(dāng)D = 0.5時,,波紋電壓等于電容器充電的電壓增量,,即:ΔUP-P = 2ΔUc ,。
同理,(1-58)和(1-59)式的計算結(jié)果,,只給出了計算并聯(lián)式開關(guān)電源儲能濾波電容C的中間值,,或平均值,對于極端情況可以在平均值的計算結(jié)果上再乘以一個大于1的系數(shù),。
當(dāng)開關(guān)K工作占空比D小于0.5時,,由于流過儲能濾波電感L的電流會不連續(xù),電容器放電的時間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容器充電的時間,,因此,,開關(guān)電源濾波輸出電壓的紋波將顯著增大。另外,,開關(guān)電源的負(fù)載一般也不是固定的,,當(dāng)負(fù)載電流增大的時候,開關(guān)電源濾波輸出電壓的紋波也將會增大,。因此,,設(shè)計開關(guān)電源的時候要留有充分的余量,實際應(yīng)用中最好按(1-58)式計算結(jié)果的2倍以上來計算儲能濾波電容的參數(shù),。
與前面計算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中儲能電感的數(shù)值方法基本相同,,計算并聯(lián)式開關(guān)電源儲能電感也是從流過儲能電感的電流為臨界連續(xù)電流狀態(tài)著手進(jìn)行分析。并聯(lián)式開關(guān)電源中的儲能電感與反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中的儲能電感工作原理基本一樣,,都是在控制開關(guān)K關(guān)斷期間才產(chǎn)生反電動勢向負(fù)載提供能量,,因此,流過負(fù)載的電流只有流過儲能電感電流的四分之一,。
根據(jù)(1-45)式:
iLm =Ui*Ton/L —— K關(guān)斷前瞬間 (1-45)
(1-45)式可以改寫為:
4Io =Ui*T/2L —— K關(guān)斷前瞬間 (1-53)
式中Io為流過負(fù)載的電流,,當(dāng)D = 0.5時,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 (1-54)
或:
L >Ui*T/8Io —— D = 0.5時 (1-55)
(1-54)和(1-55)式,就是計算并聯(lián)式開關(guān)電源儲能電感的公式,。同理,,(1-54)和(1-55)式的計算結(jié)果,只給出了計算并聯(lián)開關(guān)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(jié)果上再乘以一個大于1的系數(shù)。
對于電感取不同數(shù)值和在不同的占空比狀態(tài)下工作的情況分析,,請參考前面關(guān)于“反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲能電感的計算”內(nèi)容的論述,。
1-4-4.并聯(lián)式開關(guān)電源儲能濾波電容的計算
并聯(lián)式開關(guān)電源儲能濾波電容的計算,可以參考前面串聯(lián)式開關(guān)電源或反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中儲能濾波電容的計算方法,,同時還可以參考圖1-6中儲能濾波電容C的充,、放電過程。
這里要特別注意的是,,并聯(lián)式開關(guān)電源與反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源中的儲能電感一樣,,僅在控制開關(guān)K關(guān)斷期間才產(chǎn)生反電動勢向負(fù)載提供能量,因此,,即使是在占空比D等于0.5的情況下,,儲能濾波電容器充電的時間與放電的時間也不相等,電容器充電的時間小于半個工作周期,,而電容器放電的時間則大于半個工作周期,,但電容器充、放電的電荷是相等的,,即電容器充電時的電流大于放電時的電流,。
從圖1-13可以看出,并聯(lián)式開關(guān)電源,,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,,流過負(fù)載的電流Io只有流過儲能電感最大電流iLm的四分之一。在占空比D等于0.5的情況下,,電容器充電的時間為3T/ 8,,電容充電電流的平均值為3iLm/8 ,或3io/2 ,;而電容器放電的時間為5T/8 ,,電容放電電流的平均值為0.9 Io。因此有:
式中ΔQ為電容器充電的電荷,,Io流過負(fù)載的平均電流,,T為工作周期。電容充電時,,電容兩端的電壓由最小值充到最大值(絕對值),,相應(yīng)的電壓增量為2ΔUc,,由此求得電容器兩端的波紋電壓ΔUP-P為:
(1-58)和(1-59)式,就是計算并聯(lián)開關(guān)電源儲能濾波電容的公式(D = 0.5時),。式中:Io是流過負(fù)載電流的平均值,,T為開關(guān)工作周期,ΔUP-P為濾波輸出電壓的波紋,,或電壓紋波,。一般波紋電壓都是取電壓增量的峰-峰值,因此,,當(dāng)D = 0.5時,,波紋電壓等于電容器充電的電壓增量,即:ΔUP-P = 2ΔUc ,。
同理,,(1-58)和(1-59)式的計算結(jié)果,只給出了計算并聯(lián)式開關(guān)電源儲能濾波電容C的中間值,,或平均值,,對于極端情況可以在平均值的計算結(jié)果上再乘以一個大于1的系數(shù),。
當(dāng)開關(guān)K工作占空比D小于0.5時,,由于流過儲能濾波電感L的電流會不連續(xù),電容器放電的時間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容器充電的時間,,因此,,開關(guān)電源濾波輸出電壓的紋波將顯著增大。另外,,開關(guān)電源的負(fù)載一般也不是固定的,,當(dāng)負(fù)載電流增大的時候,開關(guān)電源濾波輸出電壓的紋波也將會增大,。因此,,設(shè)計開關(guān)電源的時候要留有充分的余量,實際應(yīng)用中最好按(1-58)式計算結(jié)果的2倍以上來計算儲能濾波電容的參數(shù),。