12
Ui
UoL
DTS
UiUo
D

UoR
Ui2Uo
UiUo

2LD2TSR
0
223
令K2L解方程，并略去负根，得D2TSR
222
Uo14K1
Ui
2K
224
值得注意的是，式（224）在电路工作在电感电流断续条件下成立，而电路工作在电感电流
连续条件下不成立。特别是，当电感电流处于临界连续状态时，LRTS1D2，代入式（217）得时U0UiD。从式（217）可以看出，电流断续时电压比与占空比D和负载R相关，也与电路参数L和Ts
有关。
24主回路电感、电容参数整定【3】【22】【33】
根据对二电平Buck型直流变换器工作原理的分析以及电感电流连续和断续的临界条件的推导，可以计算出二电平Buck型直流变换器滤波电感和滤波电容的参数。
稳态时，电感电流连续的临界条件为：
IoIL225
利用上节内容提到的三角形面积法我们得到电感电流的临界条件为：
整理得
L1DRTS2
L

1
D2
RTs
（226）
在本次的设计中，给定工作电压Ui为40V，输出电压U0为20V，负载电阻R为50，
开关周期fs为40kHz，带入式226中得到电感电流临界值：
L

1D2
RTs

1504
140103

000031H（227）
即当主电路电感大于031mH时电路工作在电感电流连续工作模式，当主电路电感小于
725
f031mH时则为电感电流断续工作模式。
本次实验所选用的电感分别为1mH和0078mH，当使用1mH的电感时，电路为电感
电流连续工作模式，当选用0078mH时，为电感电流断续工作模式。
滤波电容的作用主要是在开关关断时为负载供电和减小输出电压中的纹波。当所选的电容能
达到输出滤波的要求时，L可以选的足够大，以便使开关变换器保持在连续的工作状态，但
电容本身没有完美的电气性能，所以其内部的等效串联电阻将消耗一些功率。另外，等效串
联电阻上的压降会产生输出纹波电压，要减小这些纹波电压，只能靠减小等效串联电阻的值
和动态电流的值，选择电容的类型，经常由纹波电流的大小来决定。
我们设纹波电压为输出电压的05，即：
开关周期为：
Uo200501V（228）
Ts

1fs

14104
25105s（229）
纹波电压
Uo

1C
t2t1
icdt

1C
12

IL2

TS2


IL8C
TS
（230）
将式（217）带入（230）得：
Uo

1D8LC
U
oTS2
（231）
即：
C

1D8LUo
UoTS2
（232）
取电感量为临界连续电感值的12倍，带入式（232）解得滤波电容C值为：
C

10581103
01
20
14104
2
302595F
3025μF（233）
计算得到电感的最小取值为3025μF，本次设计选取了440μF的电容，通过实验验证
其满足性能指标要求，能较好的抑制了输出电压纹波。
25
Buck变r