)
(413)
Io
ETS2ED12LUo
(414)
而当toff等于toff时,负载电流处于临界连续状态,电感电流iL临界连续状态的电压电
流波形如图46所示。
5
f《电力电子技术》第4章
uLEUo
0
tUoto
TStoff
iLILmaxILB
0
t
图46iL临界状态的电压电流波形图4213输出电压纹波在降压斩波电路中,当滤波电容C的容量足够大时,输出电压Uo基本不变,近似为恒值。然而电容C的容量总是有限值的,因此输出电压含有纹波分量。在连续导电模式下,假定iL中所有纹波分量都流过电容,而其直流分量流过负载电阻。在图44的iL波形中,当iLIL时,电容C对负载放电;在iLIL时,由电源为C提供充电电流。由于流过电容C的电流在一周期内的平均值为零,那么在TS2时间内电容充电或放电的电荷量可用图44中阴影面积来表示,即
1to
toffIL1TSILTSIL22222228因此,电压纹波的峰峰值Uo为QTSUoILC8CQ
根据式44和式45可求出开关周期TS为
(415)
(416)
TS
ILEL1to
tofffsUoEUo
UoEUoED1DUo1D8LCfs2E8LCsf28LCsf2
(417)
同时考虑式416和式417,可求出
Uo
(418)
由式(418)可以根据电路的技术数据来选择滤波电容的参数。电流连续时的输出电压纹波系数为
Uo1D2f(419)1Dc22Uo8LCfs2fs1式中fs1TS是Buck电路的开关频率;fc为LC低通滤波器的固有频率。2πLC式(419)说明可以通过选择合适的L、C的值,使fcfs,来限制输出纹波电压的
大小,而且纹波电压的大小与负载无关。对电流断续方式也可以进行类似的分析。4214临界电感平均电流与临界电感电感电流在一个周期内的平均值与负载电流Io相等,在电流连续时,可表示为
IoIL
6
I2I12
(420)
f《电力电子技术》第4章
由式(417)可求得电感电流连续工况时电流纹波的峰峰值,即
UoEUoED1DfsLEfsL将式(420)和式(421)代入关系式ILI2I1,可得ETI1IoSD1D2LIL
(421)
(422)
当电路处于临界工况时,电感电流在斩波周期结束时,恰好等于零。由图46知,此时,则临界电感电流平均值为I10,I2ILmax,参考式(44)
ILB
DTSTE11EUoILmaxto
EUoSD1D22L2L2L
(423)
由式(423)可求得临界电感值为
LB
在D05时,电感电流最大,也即输出电流最大,即
TSED1D2ILB
r