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降压变换器的电感器设计
张忠仕,陈文,李卫,金学群
绵阳开元磁性材料有限公司,四川绵阳
摘要:基于降压变换器的工作过程分析,导出所用储能电感的计算公式,讨论计算时所用参数的取
值,然后给出大电流电感器的设计方法。
关键词:降压变换器;储能电感;计算;设计
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:...
引言电感电流为连续模式的降压变换器,其电感
上的电流波形及平滑电容上的电压波形示
由于开关稳压电源的使用越来越广泛,介绍开
于图。的平均值就是输出电压的标称值, 上
关电源的著作和文章也越来越多。在众多的有关开
的纹波△也就是的波动值△。图中的虚
关稳压电源的文献中都要涉及到降压变换器的工
线表示当输入电压降低时的波形。由图可
作原理和设计。但是,在分析工作原理和推导所用
知, 最高时电感上的脉动电流△最大,
储能电感的计算公式时,往往忽略了开关三极管
的导通时间最短,截止时间最长,需要￡增储的能
和续流二极管的饱和压降。而且,有关电感器的设
量也应最多。由图还可看出,在导通的前半
计往往也只是给出一个计算电感量的公式而已。
期,而是由和放电来共同维持的,所以是
我们认为在大电流输出时,开关管和续流二极
下降的;在导通的后半期, 提供的电流一部分
管的饱和压降不能忽略不计。大电流电感器的设计
维持,另一部分进入电容器为充电,所以
不能仅算出电感量,还应涉及到所用铁芯的选用。
上升。在截止的前半期,产生的感应电流一
本文通过对降压变换器工作过程的分析,导出所用
部分维持,,另一’分继续给电容充电,所以
电感￡的较准确计算公式,并对其设计进行探讨。
继续上升;到截止后半期,靠感应电流和的放
降压变换器的工作过程电电流共同维持,,所以是下降的。
图为一个典型发射极输出降压开关变换器

电路图。在开关管导通期间,由电源提供
\ 、
的电流经过和流向札和/或平滑电容。在。‘¨
截止期间,靠产生的感应电动势和电容的丁仃●
放电,经过续流二极管提供的通路来维持尺。上的△丘
电流,。
,

、、,
一,
——/

图降压变换器工作波形
分析与推导
图降压变换器电路
众所周知,电感储存的能量为
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作者通信::.
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在图中,输入电压在导通期间,使中况下,可以取,的两倍,在,达到十几或几十
的电流从,升到,,根据式,中储存的时,△,就不能再取到,的两倍。不论,多大,电
能量增加量应为感器绕组匝数再少也要有几匝。这意味着大电流电

一感器的安匝数很大,电感器磁芯的饱和可能很严

重。如果电感器上叠加的脉动电流再很大,磁芯受
上式中,/,一,,称为电感器脉动电流;
到的磁化场更高,饱和问题更加严重,除非大幅度
,/为电感上的平均电流。因电容对直增大磁芯体积。另外,△,寺别大时,后面的滤波
流来说是断路的,所以, 也是毗上的平均电流。电容也要随之增大才能保证输出纹波△在规
在截止期间, 从,降到,,放出的能量就
定范围内。由式可以看出,如果取值太小,
是它增