开关电源原理与设计6：反转式串联开关电源储能电感的计算

1-3-2.反转式串联开关电源储能电感的计算

反转式串联开关电源储能电感的计算方法与前面串联式开关电源储能滤波电感的计算方法基本相同，计算反转式串联开关电源中储能电感的数值，也是从流过储能电感的电流为临界连续电流状态进行分析。但须要特别注意，反转式串联开关电源中的储能电感仅在控制开关K关断期间才产生反电动势向负载提供能量，因此，流过负载的电流比串联式开关电源流过负载的电流小一倍，即：当占空比小于0.5时，反转式串联开关电源中流过负载R的电流Io只有流过储能电感L最大电流iLm的四分之一。

根据(1-21)式：

iLm=Ui*Ton/L——K关断前瞬间(1-21)

(1-21)式可以改写为：

4Io=Ui*T/2L——K关断前瞬间(1-28)

式中Io为流过负载的电流，当D=0.5时，其大小等于最大电流iLm的四分之一;T为开关电源的工作周期，T正好等于2倍Ton。

由此求得：

L=Ui*T/8Io——D=0.5时(1-29)

或：

L>Ui*T/8Io——D=0.5时(1-30)

(1-29)和(1-30)式，就是计算反转式串联开关电源中储能电感的公式。同理，(1-29)和(1-30)式的计算结果，只给出了计算反转式串联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。

当储能电感L的值小于(1-29)式的值时，流过滤波电感L的电流上升率将增大，如果流过滤波电感L的电流iL为连续电流，输出电压Uo将会升高;如果为了维持滤波输出电压Uo不变，则必须要把控制开关K占空比D减小，但占空比D的减小将会使流过储能电感的电流iL出现不连续，从而使滤波输出电压Uo的电压纹波增大。

如果流过滤波电感L的电流iL不是连续电流，储能电感L的减小，将会使流过储能电感的电流iL不连续的时间变长，电源滤波输出电压Uo不但不会升高，反而会使反转式串联开关电源滤波输出电压Uo的电压纹波显著增大。

当储能滤波电感L的值大于(1-29)式的值时，流过储能电感L的电流上升率将减小，输出电压Uo将降低，但滤波输出电压Uo的电压纹波显著减小;如果为了维持电源滤波输出电压Uo不变，控制开关K必须要把占空比D增大，而占空比D的增大又会使流过储能电感的电流iL不连续的时间缩短，或由电流不连续变成电流连续，从而使电源滤波输出电压Uo的电压纹波降低。