開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載七）反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算

1-3-3.反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算

反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容參數(shù)的計(jì)算，與串聯(lián)式開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算方法基本相同。但要注意，即使是在占空比D等于0.5的情況下，濾波電容器充、放電的時(shí)間都不相等，濾波電容器充電的時(shí)間小于半個(gè)工作周期，而電容器放電的時(shí)間則大于半個(gè)工作周期，但電容器充、放電的電荷是相等的，即電容器充電時(shí)的電流大于放電時(shí)的電流。這是整流濾波電路的普遍規(guī)律。

從圖1-8可以看出，在占空比D等于0.5的情況下，電容器充電的時(shí)間為3T/8 ，電容充電電流的平均值為3iLm/8或3Io/2 ;而電容器放電的時(shí)間為5T/8，電容放電電流的平均值為0.9 Io。

因此有：

式中ΔQ為電容器充電的電荷，Io流過負(fù)載的平均電流，T為工作周期。電容充電時(shí)，電容兩端的電壓由最小值充到最大值(絕對值)，相應(yīng)的電壓增量為2ΔUc，由此求得電容器兩端的波紋電壓ΔUP-P為：

(1-33)和(1-34)式，就是計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的公式(D = 0.5時(shí))。式中：Io是流過負(fù)載電流的平均值，T為開關(guān)工作周期，ΔUP-P為濾波輸出電壓的波紋，或電壓紋波。一般波紋電壓都是取電壓增量的峰-峰值，因此，當(dāng)D = 0.5時(shí)，波紋電壓等于電容器充電的電壓增量，即：ΔUP-P = 2ΔUc 。

同理，(1-33)和(1-34)式的計(jì)算結(jié)果，只給出了計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容C的中間值，或平均值，對于極端情況可以在平均值的計(jì)算結(jié)果上再乘以一個(gè)大于1的系數(shù)。

當(dāng)開關(guān)K的占空比D小于0.5時(shí)，由于流過儲(chǔ)能濾波電感L的電流會(huì)不連續(xù)，電容器放電的時(shí)間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容器充電的時(shí)間，因此，開關(guān)電源濾波輸出電壓的紋波將顯著增大。另外，開關(guān)電源的負(fù)載一般也不是固定的，當(dāng)負(fù)載電流增大的時(shí)候，開關(guān)電源濾波輸出電壓的紋波也將會(huì)增大。因此，設(shè)計(jì)開關(guān)電源的時(shí)候要留有充分的余量，實(shí)際應(yīng)用中最好按(1-33)式計(jì)算結(jié)果的2倍以上來計(jì)算儲(chǔ)能濾波電容的參數(shù)。