开关电源原理与设计（三）：串联式开关电源储能滤波电感的计算

1-2-3.串联式开关电源储能滤波电感的计算

从上面分析可知，串联式开关电源输出电压Uo与控制开关的占空比D有关，还与储能电感L的大小有关，因为储能电感L决定电流的上升率(di/dt)，即输出电流的大小。因此，正确选择储能电感的参数相当重要。

串联式开关电源最好工作于临界连续电流状态，或连续电流状态。串联式开关电源工作于临界连续电流状态时，滤波输出电压Uo正好是滤波输入电压uo的平均值Ua，此时，开关电源输出电压的调整率为最好，且输出电压Uo的纹波也不大。因此，我们可以从临界连续电流状态着手进行分析。我们先看(1-6)式：

iLm=(Ui-Uo)/L*Ton+i(0)——K关断前瞬间(1-6)

当串联式开关电源工作于临界连续电流状态时，即D=0.5时，i(0)=0，iLm=2Io，因此，(1-6)式可以改写为：

2Io=Uo/2L*T——K关断前瞬间(1-12)

式中Io为流过负载的电流(平均电流)，当D=0.5时，其大小正好等于流过储能电感L最大电流iLm的二分之一;T为开关电源的工作周期，T正好等于2倍Ton。

由此求得：

L=Uo/4Io*T——D=0.5时(1-13)

或：

L>Uo/4Io*T=Ui/2Io*T——D=0.5时(1-14)

(1-13)和(1-14)式，就是计算串联式开关电源储能滤波电感L的公式(D=0.5时)。(1-13)和(1-14)式的计算结果，只给出了计算串联式开关电源储能滤波电感L的中间值，或平均值，对于极端情况可以在平均值的计算结果上再乘以一个大于1的系数。