直流滤波电感

　　图1为正激式开关电源的输出滤波器LfCf，其中，滤波电感h的作用是使负载电流波动减小，滤波电容Cf的作用是使输出电压的纹波减小。当 负载突减时，滤波电容储能；负载突增时，电容Cf上的储能首先向负载补充能量，以减少输出电压的峰一峰值。

　　在一个周期内（Ts＝Ton+Toff），滤波器的稳态分析如下：

　　图1 正激式开关电源的输出滤波器LfCf

　　假设正激式转换器工作在电流连续模式，电感电流近似为三角波，其平均值为ILf，由图1可知：

　　由式（1）可知，△iLf｛决定了电感L￡的取值大小。Lf的下限由ΔiLf的值决定，增大Lf可以使电流的波动减小；但当负载变化时，不 能快速响应；故Lf的上限由开关电源的瞬态恢复时间所限制。

　　对于电感Lf电流的纹波所引起的输出电压纹波的分析，以正激式开关电源为例：

　　假设平均电流ILf流人负载电阻，产生输出电压Uo。，ΔiLf流人电容，产生输出电压纹波△Uo。ΔUo主要由两部分组成：一是电容Cf充电和 放电引起的纹波△Uo1；二是电Cf的ESR引起的纹波△Uo2。

　　在图1中，电流iLf波形在平均电流ILf上部阴影部分的三角形面积给出在［DuT．/2，（1—DU）Ts/2］时间间隔内电容Cf的充电电荷△Q，可得

　　（1—DU）Ts/2］时间间隔内电容Cf的充电电荷△Q，可得

　　△Q＝△；LfTS／8

 

　　

 

　　在实际的转换器中，由于一般滤波电容Cf的值很大，△Uo2往往远大于△U01。而且值得注意的是，整流二极管的反向恢复电流和漏感等导致的电感电流尖峰，同样会通过电容的ESR引起输出电压噪声。

　　例：设已知正激式开关转换器的参数为：输人电压Ui＝180～264V，输出电流Io＝30 A，△iLf＝6A，fs＝150 kHz，Ts＝6.67 μS，占空比Du max＝0.45，U。＝5 V，整流二极管的正向压降Uf＝0.5 V。

　　已知DU max＝0.45，可以得到占空比Du min＝0.306，此时对应

　　由式（2）可得

　　取电流峰值ILf（pk）＝40 A（考虑启动、短路等恶劣情况），选取EC35（铁氧体3C81）磁心、Ac＝0.483cm2，气隙为0.15 cm，100℃时，Bm＝0.33T，则根据式（6－8）可得

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