直流濾波電感
發布時間:2008/10/7 0:00:00 訪問次數:1222
圖1為正激式開關電源的輸出濾波器lfcf,其中,濾波電感h的作用是使負載電流波動減小,濾波電容cf的作用是使輸出電壓的紋波減小。當 負載突減時,濾波電容儲能;負載突增時,電容cf上的儲能首先向負載補充能量,以減少輸出電壓的峰一峰值。
在一個周期內(ts=ton+toff),濾波器的穩態分析如下:
圖1 正激式開關電源的輸出濾波器lfcf
假設正激式轉換器工作在電流連續模式,電感電流近似為三角波,其平均值為ilf,由圖1可知:
由式(1)可知,△ilf{決定了電感l£的取值大小。lf的下限由δilf的最大值決定,增大lf可以使電流的波動減小;但當負載變化時,不 能快速響應;故lf的上限由開關電源的瞬態恢復時間所限制。
對于電感lf電流的紋波所引起的輸出電壓紋波的分析,以正激式開關電源為例:
假設平均電流ilf流人負載電阻,產生輸出電壓uo。,δilf流人電容,產生輸出電壓紋波△uo。δuo主要由兩部分組成:一是電容cf充電和 放電引起的紋波△uo1;二是電cf的esr引起的紋波△uo2。
在圖1中,電流ilf波形在平均電流ilf上部陰影部分的三角形面積給出在[dut./2,(1—du)ts/2]時間間隔內電容cf的充電電荷△q,可得
(1—du)ts/2]時間間隔內電容cf的充電電荷△q,可得
△q=△;lfts/8
在實際的轉換器中,由于一般濾波電容cf的值很大,△uo2往往遠大于△u01。而且值得注意的是,整流二極管的反向恢復電流和漏感等導致的電感電流尖峰,同樣會通過電容的esr引起輸出電壓噪聲。
例:設已知正激式開關轉換器的參數為:輸人電壓ui=180~264v,輸出電流io=30 a,△ilf=6a,fs=150 khz,ts=6.67 μs,最大占空比du max=0.45,u。=5 v,整流二極管的正向壓降uf=0.5 v。
已知du max=0.45,可以得到最小占空比du min=0.306,此時對應
由式(2)可得
取電流峰值ilf(pk)=40 a(考慮啟動、短路等惡劣情況),選取ec35(鐵氧體3c81)磁心、ac=0.483cm2,氣隙為0.15 cm,100℃時,bm=0.33t,則根據式(6-8)可得
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)
圖1為正激式開關電源的輸出濾波器lfcf,其中,濾波電感h的作用是使負載電流波動減小,濾波電容cf的作用是使輸出電壓的紋波減小。當 負載突減時,濾波電容儲能;負載突增時,電容cf上的儲能首先向負載補充能量,以減少輸出電壓的峰一峰值。
在一個周期內(ts=ton+toff),濾波器的穩態分析如下:
圖1 正激式開關電源的輸出濾波器lfcf
假設正激式轉換器工作在電流連續模式,電感電流近似為三角波,其平均值為ilf,由圖1可知:
由式(1)可知,△ilf{決定了電感l£的取值大小。lf的下限由δilf的最大值決定,增大lf可以使電流的波動減小;但當負載變化時,不 能快速響應;故lf的上限由開關電源的瞬態恢復時間所限制。
對于電感lf電流的紋波所引起的輸出電壓紋波的分析,以正激式開關電源為例:
假設平均電流ilf流人負載電阻,產生輸出電壓uo。,δilf流人電容,產生輸出電壓紋波△uo。δuo主要由兩部分組成:一是電容cf充電和 放電引起的紋波△uo1;二是電cf的esr引起的紋波△uo2。
在圖1中,電流ilf波形在平均電流ilf上部陰影部分的三角形面積給出在[dut./2,(1—du)ts/2]時間間隔內電容cf的充電電荷△q,可得
(1—du)ts/2]時間間隔內電容cf的充電電荷△q,可得
△q=△;lfts/8
在實際的轉換器中,由于一般濾波電容cf的值很大,△uo2往往遠大于△u01。而且值得注意的是,整流二極管的反向恢復電流和漏感等導致的電感電流尖峰,同樣會通過電容的esr引起輸出電壓噪聲。
例:設已知正激式開關轉換器的參數為:輸人電壓ui=180~264v,輸出電流io=30 a,△ilf=6a,fs=150 khz,ts=6.67 μs,最大占空比du max=0.45,u。=5 v,整流二極管的正向壓降uf=0.5 v。
已知du max=0.45,可以得到最小占空比du min=0.306,此時對應
由式(2)可得
取電流峰值ilf(pk)=40 a(考慮啟動、短路等惡劣情況),選取ec35(鐵氧體3c81)磁心、ac=0.483cm2,氣隙為0.15 cm,100℃時,bm=0.33t,則根據式(6-8)可得
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