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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:
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(1)由于L,≤Lc,岫,变换器在整个工作范围内均处于IISM—DCM模式.根据前面的分析和式(5),可得此对的最大输出纹波电压为

(2)Lc,血≤Lz≤Lc,一,当变换器工作在图5中的ABEF区域时,变换器处于IISM-CCM,同理由式(4),可得此区域内变换器的最大输出纹波电压为

当变换器工作在图5中的CDFE区域时,变换器处于IISM-DCM,同理得此时Ⅵr的最大值为

由于此时Lc,幽≤L≤LCA,则将L=Lca代人式(15),得其极小值

(3)Lc。~≤Ls≤Ll(A,变换器在整个工作范围内均处于IISM—CCM,同理可得此时最大输出纹波电压为

(4)LKA≤L4≤L髓,变换器在A点始终处于CISM.当变换器工作在图6中的AGF区域时,变换器处于CISM,根据式(3)可得,此区域内变换器的最大输出纹波电压为

当工作在BCDFl3区域时,变换器处于IISM-CCM,则由式(4)可得最大输出纹波电压

可见,此时变换器在整个动态范围内的最大输出纹波电压在点(vi,rain,RL,抽)取得,且该最大值为

(5)Ls≥LKc,变换器在整个工作范围内均处于CISM,则由式(3)可知,该模式下的最大输出纹波电压为

可见,当L≥L瞄时,变换器工作于A点时输出纹波电压最大,且与电感无关.

综合以上5部分的分析,由式(11)、(13)、(14)、(17)、(18)、(20)、(21)、(23)~(25)可知

3.2Lc.一>LKA的情况

当Lc,一>LKA时,变换器的5个区域见图7.

采用同上述情况一样的方法,可得

由式(26)、(27)可见,无论哪种情形,若变换器在整个动态范围内均处于IISM-DCM,即L<Lc。岫时,则最大输出纹波电压极大,当L≥LKA时,则其最大输出纹波电压取得极小值,且其值为

4最小电感设计

对于BoostD(、_DC变换器,一方面因为对于相同的平均输入电流,IISM—DCM的峰值电流较高,在较大的输出功率时,开关器件上的电流应力很大,所以电感的设计值应该满足L>Lc.疵;另一方面,要使变换器在整个动态范围内工作在CISM,其%最小,开关器件上的电流应力也较小,但由式(2)可知,电感的设计必须满足