关于开关电源输出滤波电感的电磁能平衡问题分析

发布时间：2020-07-21 18:59:01 阅读：次来源：沙发类厂家

摘要：电感量过大时，其工作状态，并不比电感量小时好。通过电磁能平衡关系进行了分析。

本文引用地址：关键词：电磁能；临界值；平衡

Balance of Electromagnetic Energy of Outgoing Inductance for Switching Power Supply

HUANG Yong- fu

Abstract:The working condition of a larger inductance is not better than that of the e analysis is based on the balance relationship of electromagnetic energy.

Keywords:Electromagnetic energy; Critical value; Balance

开关电源的输出滤波电感，也称为平滑扼流圈。它的作用，主要是将整流后的电流进行展平，以得到较稳定的输出和平滑的波形。为了取得更好的效果，是否可以取较大的电感值呢？答案并非如此，取值过大时，反而会引起其它方面的不良影响。

在参考文献[1]一书中，作者在他试制一台500W半桥式开关电源时，就遇到了这样的情况。

由于输出电流较大，因此采用分流的办法，用了两只外径为φ40mm的MPP磁粉芯。（文献[1]第161页）

开始绕了24匝，即N=24，L=58μH。当Io=15～30A（平均每只IL=7.5～15A）时，高压开关脉冲波形发生严重的自激抖动，高频振荡明显加剧，强烈的尖刺干扰从副边反射到原边电路，甚至在电网输入线和＋20V辅助电源线上，都叠加了幅度高达5～6V的高频噪声干扰，并且在控制模块SG3525A的两输出端和高压开关管中点上脉冲都明显可见。

接着将匝数减少10匝，即N=14，L=20.6μH。Io=20～25A（平均每只IL=10～12.5A），开始稳定了。Io=30A（平均每只IL=15A）时，高压脉冲波形后沿仍有抖动。

最后，匝数减少到只有8～10匝，L=10.1μH。Io=30A（平均每只IL=15A）时也能稳定工作了。

现在，对以上情况作一下简要分析。

根据作者在该书后面（文献[1]第234页）关于输出滤波电感的计算公式

L=(Vi－Vo)ton/(2Iomin) （1）

而Iomin一般取Io的(5～10)％，单只磁芯IL=15A的10％为1.5A。

开关频率fsw=80kHz。即T=12.5μs。Vi=18V，Vo=15V。

ton=(Vo/Vi)×(T/2) (2)

ton=(15/18)×(12.5/2)=5.2μs

L=(18－15)×5.2/(2×1.5)=5.2μH。

这就告诉我们，电感量的最小值为5.2μH，或者说临界电感值为5.2μH。下面根据伏安（微）秒平衡的原理，来分析上述情况。

磁能量W为