开关电源原理与设计（连载六）反转式串联开关电源储能电感的计算

1-3-2.反转式串联开关电源储能电感的计算

反转式串联开关电源储能电感的计算方法与前面“串联式开关电源储能滤波电感的计算”方法基本相同，计算反转式串联开关电源中储能电感的数值，也是从流过储能电感的电流为临界连续电流状态进行分析。但须要特别注意，反转式串联开关电源中的储能电感仅在控制开关K关断期间才产生反电动势向负载提供能量，因此，流过负载的电流比串联式开关电源流过负载的电流小一倍，即：当占空比小于0.5时，反转式串联开关电源中流过负载R的电流Io只有流过储能电感L最大电流iLm的四分之一。

根据(1-21)式：

iLm =Ui*Ton/L —— K关断前瞬间 (1-21)

(1-21)式可以改写为：

4Io = Ui*T/2L —— K关断前瞬间 (1-28)

式中Io为流过负载的电流，当D = 0.5时，其大小等于最大电流iLm的四分之一;T为开关电源的工作周期，T正好等于2倍Ton。

由此求得：

L = Ui*T/8Io —— D = 0.5时 (1-29)

或：

L > Ui*T/8Io —— D = 0.5时 (1-30)

(1-29)和(1-30)式，就是计算反转式串联开关电源中储能电感的公式。同理，(1-29)和(1-30)式的计算结果，只给出了计算反转式串联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。

当储能电感L的值小于(1-29)式的值时，流过滤波电感L的电流上升率将增大，如果流过滤波电感L的电流iL为连续电流，输出电压Uo将会升高;如果为了维持滤波输出电压Uo不变，则必须要把控制开关K占空比D减小，但占空比D的减小将会使流过储能电感的电流iL出现不连续，从而使滤波输出电压Uo的电压纹波增大。

如果流过滤波电感L的电流iL不是连续电流，储能电感L的减小，将会使流过储能电感的电流iL不连续的时间变长，电源滤波输出电压Uo不但不会升高，反而会使反转式串联开关电源滤波输出电压Uo的电压纹波显著增大。

当储能滤波电感L的值大于(1-29)式的值时，流过储能电感L的电流上升率将减小，输出电压Uo将降低，但滤波输出电压Uo的电压纹波显著减小;如果为了维持电源滤波输出电压Uo不变，控制开关K必须要把占空比D增大，而占空比D的增大又会使流过储能电感的电流iL不连续的时间缩短，或由电流不连续变成电流连续，从而使电源滤波输出电压Uo的电压纹波降低。