Boost变换器的输出纹波电压分析与最小电感设计
2019-09-26 15:58:32 点击：
上一篇：电动汽车用锂离子动力电池电感主动均衡系统
应用在煤矿、石化等危险性环境的直流电源必须满足防爆的要求，本质安全型直流电源是防爆电源发展的必然趋势[1]．本质安全型设备要求在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸混合物[1]．Boost变换器中含有电感和电容较大容量的储能元件．在其电感出现断开或输出出现短路等故障时，所产生的电火花很容易点燃易燃易爆气体，因而很难得到本质安全的要求．所以，如何在确保变换器满足电气指标要求的情况下，尽可能采用较小的电感和电容，就成为设计本质安全型变换器的关键L2剖，而确定最小电感和电容的主要依据之一就是输出电压纹波要求[4j．实际上，对变换器的工作模式和输出电压纹波进行深入分析，并弄清其与电路元件参数的关系，就可从变换器的设计和元件选择上进一步提高变换器的性能．
文献[4]仅对在给定负载、频率及输入和输出电压时，变换器的输出纹波电压随电感的变化进行了分析，未在整个期望的动态范围内进行深入研究．针对上述问题，本文对Boost变换器的工作模式和输出纹波电压进行深入分析，得出了使得变换器最大输出纹波电压最低的最小电感值，对于应用在危险环境的本质安全型Boost变换器的设计具有重要指导意义．
1工作模式及其输出纹波电压
1．1Boost变换器的临界电感
Boost变换器的组成原理如图1所示．
根据电感电流的最小值是否等于0，可将Boost变换器的工作模式分成连续导电模式(CCM)与不连续导电模式(DCM)．根据电感电流的最小值与输出电流的比较，可将其分成电感完全供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM)[4|．CCM、DCM及CISM、IISM的临界电感Lc和LK分别为[4’5]