Boost变换器的输出纹波电压分析与最小电感设计
1.2Boost变换器的3种工作模式
由式(1)、(2)可知,由于d<1,因此LK>Lc.所以,工作于CCM的Boost变换器既有可能工作于CISM也有可能工作于IISM,而工作于DCM的Boost变换器只有可能工作于IISM,因此可将Boost变换器划分为3种工作模式,如图2所示.
3种工作模式分别为:OCISM;②不完全电感供能且连续导电模式(IISM-CCM);③不完全电感供能且不连续导电模式(IISM-DCM).
1.3Boost变换器的输出纹波电压(y即)当变换器工作在CISM时,输出纹波电压为‘5
式中:T为开关周期;C为输出电容.工作在IISM—CCM和IISM—DCM时,输出纹波电压分别为‘4]
由式(3)~式(5)可知,变换器的Vee在CISM时与电感无关,在IISM-CCM和IISM-DCM时均与电感有关,目均随L、RI,及V的增加而单调减小.
2动态范围与工作区域
假设该变换器的输入电压为[Ⅵ,曲,Ⅵ,一],负载电阻为ERL,血,RL,一],则在RL一Ⅵ平面上变换器的工作范围对应一个矩形.对于不同的电感,分别作出式(1)、(2)描述的曲线,可将RL—Vi平面分为CCM和DCM及CISM和IISM两个部分,如图3所示,其中LcB<LCE<L叫、LKl<LI(2<L酗.如果图3中的A、B两点对应的CCM和DCM的临界电感分别为LcA和LcB,则根据式(1)有
由图3a可知,CCM和DCM的最大临界电感值Lc,一为临界电感曲线LcM的顶点M对应的电感值,由式(1)可得该顶点为(RE,~,2Vo/3),则
而CCM和DCM的最小临界电感Lc,疵为
如果A、C点对应的CISM和IISM的临界电感分别为Ll(A和Ll(c,则由式(2)有
显然,随着电感变化,变换器将工作在不同的区域和不同的模式.
3最大输出纹波电压
3.1Lc。一<五K^的情况
根据电感的取值,在电感L轴上,可将变换器的工作区域分成5个部分.当Lc,一<LKA时,变换器的5个区域见图4.