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关于本质安全Boost变换器的探讨
来源:本站整理  作者:佚名  2009-07-23 15:49:39




    根据式(4)有:

   
    所以,峰值电感电流ILP在L>LC区间随着电感L、输入电压Vi及负载RL的增加而减小。
4.2 Boost变换器工作在DCM时的电感电流
    图3为Boost变换器工作在DCM时的电感电流波形。

    此时,输入电压Vi、输出电压Vo、负载电阻RL和占空比d的关系为:

    
    则由图3可得Boost变换器的峰值电感电流为:


    所以,峰值电感电流ILP在L<LC区间随着电感L、输入电压Vi及负载RL的增加而减小。


5 Boost变换器的工作区域与最大电感电流
5.1 Boost变换器的工作区域
    假设该Boost变换器的输入电压范围为[Vi,min,Vi,max],负载电阻范围为[RL,min,RL,max]。因此,在RL-Vi平面上Boost变换器的工作范围对应一个矩形,作出式(1)描述的临界电感曲线LC,其将RL-Vi平面分为CCM和DCM两部分,如图4所示。由图4可知,在整个工作范围内,CCM和DCM的最大临界电感LCmax为临界电感曲线LC的顶点位于M点时对应的电感值LCM,由式(1)可得该顶点为(RL,2Vo/3)。曲线a为Boost变换器在整个工作范围内都处于CCM的情形,对应临界电感LCa;对于曲线b,功率较大的工作范围处于CCM,而功率较小的则处于DCM,对应临界电感,LCb;曲线c为Boost变换器在整个工作范围均处于DCM的情形,对应临界电感LCc。
5.2 LCN≤L≤Lc,max时的最大电感电流
    由上述分析可知:根据电感取值的不同,在整个动态工作范围内,Boost变换器存在各种不同的工作区域。然而,要得到本质安全特性并满足输出纹波电压指标的要求,电感的取值既不能太大也不能太小,因此,一般将电感设计在LCN≤L≤LC,max的范围内,使变Boost换器在较小功率时工作在DCM而较大功率时工作在CCM,如图5所示。

    当Boost变换器工作在图5中由A,B,E,F围成的区域时,该变换器处于CCM模式,根据式(4)和式(5)可得此区域内变换器的最大电感电流为:


    当Boost变换器工作在图5中由C,D,F,E围成的区域时,该变换器处于DCM模式,根据式(7)和式(8)可得此区域内变换器的最大电感电流满足

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