開關電源原理與設計（連載六）反轉式串聯開關電源儲能電感的計算

1-3-2.反轉式串聯開關電源儲能電感的計算

反轉式串聯開關電源儲能電感的計算方法與前面“串聯式開關電源儲能濾波電感的計算”方法基本相同，計算反轉式串聯開關電源中儲能電感的數值，也是從流過儲能電感的電流為臨界連續電流狀態進行分析。但須要特別注意，反轉式串聯開關電源中的儲能電感僅在控制開關K關斷期間才產生反電動勢向負載提供能量，因此，流過負載的電流比串聯式開關電源流過負載的電流小一倍，即：當占空比小于0.5時，反轉式串聯開關電源中流過負載R的電流Io只有流過儲能電感L最大電流iLm的四分之一。

根據(1-21)式：

iLm =Ui*Ton/L —— K關斷前瞬間 (1-21)

(1-21)式可以改寫為：

4Io = Ui*T/2L —— K關斷前瞬間 (1-28)

式中Io為流過負載的電流，當D = 0.5時，其大小等于最大電流iLm的四分之一;T為開關電源的工作周期，T正好等于2倍Ton。

由此求得：

L = Ui*T/8Io —— D = 0.5時 (1-29)

或：

L > Ui*T/8Io —— D = 0.5時 (1-30)

(1-29)和(1-30)式，就是計算反轉式串聯開關電源中儲能電感的公式。同理，(1-29)和(1-30)式的計算結果，只給出了計算反轉式串聯開關電源儲能濾波電感L的中間值，或平均值，對于極端情況可以在平均值的計算結果上再乘以一個大于1的系數。

當儲能電感L的值小于(1-29)式的值時，流過濾波電感L的電流上升率將增大，如果流過濾波電感L的電流iL為連續電流，輸出電壓Uo將會升高;如果為了維持濾波輸出電壓Uo不變，則必須要把控制開關K占空比D減小，但占空比D的減小將會使流過儲能電感的電流iL出現不連續，從而使濾波輸出電壓Uo的電壓紋波增大。

如果流過濾波電感L的電流iL不是連續電流，儲能電感L的減小，將會使流過儲能電感的電流iL不連續的時間變長，電源濾波輸出電壓Uo不但不會升高，反而會使反轉式串聯開關電源濾波輸出電壓Uo的電壓紋波顯著增大。

當儲能濾波電感L的值大于(1-29)式的值時，流過儲能電感L的電流上升率將減小，輸出電壓Uo將降低，但濾波輸出電壓Uo的電壓紋波顯著減小;如果為了維持電源濾波輸出電壓Uo不變，控制開關K必須要把占空比D增大，而占空比D的增大又會使流過儲能電感的電流iL不連續的時間縮短，或由電流不連續變成電流連續，從而使電源濾波輸出電壓Uo的電壓紋波降低。