社区导航

 
查看: 3149|回复: 10

[分享] (连载03)串联式开关电源储能滤波电感的计算

[复制链接]

843

TA的帖子

0

TA的资源

纯净的硅(中级)

Rank: 5Rank: 5

发表于 2017-1-18 09:30:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
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 = 2 Io,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。

如果增大储能滤波电感L的电感量,滤波输出电压Uo将小于滤波输入电压uo的平均值Ua,因此,在保证滤波输出电压Uo为一定值的情况下,势必要增大控制开关K的占空比D,以保持输出电压Uo的稳定;而控制开关K的占空比D增大,又将会使流过储能滤波电感L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,从而使输出电压Uo的电压纹波ΔUP-P进一步会减小,输出电压更稳定。

如果储能滤波电感L的值小于(1-13)式的值,串联式开关电源滤波输出的电压Uo将大于滤波输入电压uo的平均值Ua,在保证滤波输出电压Uo为一定值的情况下,势必要减小控制开关K的占空比D,以保持输出电压Uo的值不变;控制开关K的占空比D减小,将会使流过滤波电感L的电流iL出现不连续,从而使输出电压Uo的电压纹波ΔUP-P增大,造成输出电压不稳定。

由此可知,调整串联式开关电源滤波输出电压Uo的大小,实际上就是同时调整流过滤波电感L和控制开关K占空比D的大小。

由图1-4可以看出:当控制开关K的占空比D小于0.5时,流过滤波电感L的电流iL出现不连续,输出电流Io小于流过滤波电感L最大电流iLm的二分之一,滤波输出电压Uo的电压纹波ΔUP-P将显著增大。因此,串联式开关电源最好不要工作于图1-4的电流不连续状态,而最好工作于图1-3和图1-5表示的临界连续电流和连续电流状态。

串联式开关电源工作于临界连续电流状态,输出电压Uo等于输入电压Ui的二分之一,等于滤波输入电压uo的平均值Ua;且输出电流Io也等于流过滤波电感L最大电流iLm的二分之一。

串联式开关电源工作于连续电流状态,输出电压Uo大于输入电压Ui的二分之一,大于滤波输入电压uo的平均值Ua;且输出电流Io也大于流过滤波电感L最大电流iLm的二分之一。


此帖出自电源技术论坛


回复

使用道具 举报

2378

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2017-1-23 13:36:36 | 显示全部楼层
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。   

输出电流大小关电感大小什么事? 电感只决定di/dt, di/dt只决定ton期间电流的增量, 而输出电流由负载引起Vo变化, 从而打破伏秒平衡, 导致ton期间与toff期间电流的增量之和大于或小于0, 电感电流自动逼近Io

此文已经证明: 作者压根就不懂串联式开关电源. 连理论都没弄清, 就瞎写一气
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

发表于 2017-1-24 12:58:04 | 显示全部楼层
所谓“串联式开关电源”,指Buck电路。
Buck电路输出电压,与“滤波电感”关系非常大。主要原因是滤波电感量和负载电流以及占空比决定电感中电流是否连续。电感中电流连续和断续,其输出电压的计算完全不同。

点评

电感过小, 纹波电流会大, 滤波电容应力大; 电感过大, 瞬态响应跟不上, 故电感取值需要权衡. 经典的BUCK电感取值, 是以满载时的纹波电流约Io的0.1-0.3倍, 虽不是绝对, 不过这是正统的算法. 作者的问题有: 1, 只给  详情 回复 发表于 2017-1-24 22:20


回复

使用道具 举报

2378

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2017-1-24 22:20:22 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-1-24 12:58
所谓“串联式开关电源”,指Buck电路。
Buck电路输出电压,与“滤波电感”关系非常大。主要原因是滤波电感 ...

电感过小, 纹波电流会大, 滤波电容应力大; 电感过大, 瞬态响应跟不上, 故电感取值需要权衡. 经典的BUCK电感取值, 是以满载时的纹波电流约Io的0.1-0.3倍, 虽不是绝对, 不过这是经典的算法(是工程应用几十年的经验比例).

作者的问题有:
1, 只给出D=0.5时的电感量计算方法; (实际上这种情况非常少有, 绝大多数情况是CCM, 少数情况是DCM, 很少有工作于CRM的)
2, D=0.5, 临界模式, Io=Ip/2; (实际上, 无论D为何值, 只要是临界模式, Io恒等于Ip/2)
3, 如果增大储能滤波电感L的电感量,滤波输出电压Uo将小于滤波输入电压uo的平均值Ua, 因此,在保证滤波输出电压Uo为一定值的情况下,势必要增大控制开关K的占空比D,以保持输出电压Uo的稳定. (实际上, 在临界模式的基础上增加电感量, 输出电压并不会降低, 也就不需要增加占空比来维持原来的电压)
......
通篇很多细节不堪读, 所以我奉劝楼主: 不要再转贴陶显芳的文章

点评

依稀记得写过一篇帖子批评这位陶先生写的一本书的片段。不过,是好几年前的事情,连发在哪个网站都忘记了。  详情 回复 发表于 2017-1-24 23:25
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

发表于 2017-1-24 23:25:27 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2017-1-24 22:20
电感过小, 纹波电流会大, 滤波电容应力大; 电感过大, 瞬态响应跟不上, 故电感取值需要权衡. 经典的BUCK电 ...

依稀记得写过一篇帖子批评这位陶先生写的一本书的片段。不过,是好几年前的事情,连发在哪个网站都忘记了。

点评

这位陶先生还写得有书啊? 但愿是《最新彩色电视机中的反激电源》,那对读者来说会好一些  详情 回复 发表于 2017-1-25 11:45


回复

使用道具 举报

2378

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2017-1-25 11:45:14 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-1-24 23:25
依稀记得写过一篇帖子批评这位陶先生写的一本书的片段。不过,是好几年前的事情,连发在哪个网站都忘记了 ...

这位陶先生还写得有书啊? 但愿是《最新彩色电视机中的反激电源》,那对读者来说会好一些

点评

肯定有。书名是《开关电源原理与设计》,这个我倒是记得清楚。 我没有看过此书。好像是在电源网上看到过一小部分。  详情 回复 发表于 2017-1-25 15:01
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

发表于 2017-1-25 15:01:09 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2017-1-25 11:45
这位陶先生还写得有书啊? 但愿是《最新彩色电视机中的反激电源》,那对读者来说会好一些

肯定有。书名是《开关电源原理与设计》,这个我倒是记得清楚。
我没有看过此书。好像是在电源网上看到过一小部分。

点评

如果书中尽是贴子中这些内容的话, 那真是读者的不幸, 那还不如看刘胜利的书, 虽说刘胜利对某些问题的理解也不是很深, 但毕竟刘胜利不瞎写, 写的全是他亲手试验过的电源.  详情 回复 发表于 2017-1-25 15:40


回复

使用道具 举报

2378

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2017-1-25 15:40:41 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-1-25 15:01
肯定有。书名是《开关电源原理与设计》,这个我倒是记得清楚。
我没有看过此书。好像是在电源网上看到过 ...

如果书中尽是贴子中这些内容的话, 那真是读者的不幸, 那还不如看刘胜利的书, 虽说刘胜利对某些问题的理解也不是很深, 但毕竟刘胜利不瞎写, 写的全是他亲手试验过的电源.

点评

没错。刘胜利的书,连怎样用胶带固定绕组线头都写进去,确实是亲手做过才能够写得出来。  详情 回复 发表于 2017-1-25 15:52
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

0

TA的资源

maychang

Rank: 6Rank: 6

发表于 2017-1-25 15:52:16 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2017-1-25 15:40
如果书中尽是贴子中这些内容的话, 那真是读者的不幸, 那还不如看刘胜利的书, 虽说刘胜利对某些问题的理解 ...

没错。刘胜利的书,连怎样用胶带固定绕组线头都写进去,确实是亲手做过才能够写得出来。

点评

最近陶先生的贴子很火, 被转来转去的, 请欣赏qwqwqw2008转的陶先生问题集 http://bbs.eeworld.com.cn/thread-512756-1-1.html  详情 回复 发表于 2017-1-25 17:11


回复

使用道具 举报

2378

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2017-1-25 17:11:41 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-1-25 15:52
没错。刘胜利的书,连怎样用胶带固定绕组线头都写进去,确实是亲手做过才能够写得出来。

最近陶先生的贴子很火, 被转来转去的, 请欣赏qwqwqw2008转的陶先生问题集

http://bbs.eeworld.com.cn/thread-512756-1-1.html
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

2378

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2017-1-25 17:14:12 | 显示全部楼层
qwqwqw2088可能是陶先生的粉丝吧
在酱缸文化里,一个敢在圈子里说真话的是不受喜欢的,会被老大老二老三老四老六老七老八和一些滥人等往死里整,嘿嘿!


回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关闭

站长推荐上一条 /1 下一条

  • 论坛活动 E手掌握

    扫码关注
    EEWORLD 官方微信

  • EE福利  唾手可得

    扫码关注
    EE福利 唾手可得

Archiver|手机版|小黑屋|电子工程世界 ( 京ICP证 060456 )

GMT+8, 2018-12-16 23:04 , Processed in 0.305647 second(s), 18 queries , Gzip On, MemCache On.

快速回复 返回顶部 返回列表