开关电源兴趣小组 开关电源电感中的电流波形为什么是折线？

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开关电源兴趣小组 开关电源电感中的电流波形为什么是折线？ [复制链接]

 

　　开关电源电感中的电流波形往往是折线，例如我们刚刚讨论过的Buck电路，无论电流连续还是断续，电感中电流波形都是折线。有部分网友对此提出了疑问：为什么都是折线？
　　我们先来看看理想电感两端电压与电感中电流之间的关系。

　　上图是理想电感中电流 i 与两端电压 u 之间的关系。这个关系是从电感定义中推导出来的。
　　此式中，如果两端电压 u 是个常数(常数的意思就是电压 u 不随时间变化)，电感量 L 是个常数(同样，电感量为常数的意思就是 L 不随时间变化)，那么电流的微分 di/dt 也是个常数，不随时间变化。
　　而 di/dt 为常数的意思，就是电流 i 是时间t的线性函数，图像上看，就是一条直线。
　　电压 u 为常数，这个条件在开关电源中通常可以满足。而电感量 L 为常数，一般也可以满足。所以，通常开关电源里面电感中的电流总是直线。在一个开关周期中，电压u当然会变化，但也是在两个或三个常数值之间跳跃，这就形成了几段直线构成的折线。
　　需要说明，无论是哪种开关电源电路，我们讨论的波形都是电路达到稳态时的波形。所谓稳态，并不是电压电流不变化(不变化就不是开关电源了)，而是开关电源的后一个周期内电压电流变化与前一个周期相同。这一点务必弄清楚。
　　但开关电源上电后短时间内，其输出电压必定从零开始迅速上升，经过若干个周期后才达到稳定。这段时间内就不是稳态。或者开关电源发生振荡，那么开关电源的工作也不是稳态。不过，对上电后不稳定状态的分析稍微麻烦一些，所以通常只讨论这段不稳定时间内的极端情况，元器件是否会损坏。至于开关电源是否发生振荡，分析也比较麻烦，后续我们将会仔细讨论。