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1 # 電力電子社
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2 # 開關電源的設計與最佳化
由於你是模擬,這個好辦。你先確定你的負載大小,就是輸出電流是多少。
通常情況下,由於BOOST電路中電感的平均電流與負電流的關係,基本上選擇電感時確保其額定值不小於1.2×IL,IL是平均電感電流。
而△I,電流紋波率在模擬上就是次要的,而在實際設計中重要的是這個引數,這個引數影響的是磁材的飽和程度,磁材的大小。在模擬中不影響。
其次:你可以檢測電感的電流波形,透過電流波形微調電感量。
題主應該是剛開始接觸電力電子吧,其實電力電子分析到最後都是基本的電路知識,比這個儲能電感引數選取問題。
其實,不僅僅是boost電路,對於絕大多數儲能電感的數值的計算,都有固定“套路”的,下面我分享一下,具體該怎麼計算。
以題主所提到的boost電路為例。
1、拓撲
其拓撲如下圖:
2、條件
假如,我們想實現傳輸功率大小為Pon,輸入電壓為V1,輸出電壓為Vo,佔空比為D,開關頻率為fs以及最小電感量為L。
3、模態分析
對於開關電源來說,至少有兩種模態,一個是開關管開通階段,一個是開關管關斷階段。
(複雜一點的電源模態更多)
無論開關電源模態有多複雜,儲能電感永遠在一個開關週期內做兩件事,一個是充電儲能,第二是放電。
比如boost電路。
【模態1】
在[0,Ton]時間內,由於開關管T關斷,因此boost電路可以分成兩個迴路。電壓源Vin向電感充電,構成迴路1;電容C單獨向負載R供電。
等效電路圖
【模態2】
在[Ton,Ts]時間內,由於開關管T閉合,此時電壓源Vin和電感一起向電容及負載充電(電感放電)。
等效電路圖
4、功率約束
分析完模態後,就要分析儲能電感L的波形,在穩態下,電感滿足伏秒平衡(電感在開透過程中的伏秒乘積與關斷時期的伏秒乘積相同)
電感電流變化示意圖
由伏秒平衡可知,電感電流上升的值和電感電流下降的值相同。
因此,平均電流的大小就等於電感電流變化值的一半
而電感電流的變化值,可以由模態1求出,在[0,ton]時間內,電源對電感充電
因此,
由傳輸功率的約束條件可知:
因此,電感L取值為
總結
計算儲能電感可以按照一下步驟完成
【一】 準確分析出開關電源的模態,並且找出充電階段與放電階段
【二】 根據模態電路的等效,求出電感電流表達式。
【三】 利用電感電流的表示式,帶入功率約束條件。
注意:本文計算中忽略了開關管壓降,並假設開關管開關過程時理想的。