开关电源基本原理1

内容概述

关于电感

认识电感

电感充电

电感储能

电感充电

电感参数

电感放电

利用电感升压

电感电流波形

伏秒法则

电流纹波率

电感电流三种导电模式

电流纹波率与频率的关系

电流纹波率与电感值的关系

电感值与电感体积

电路纹波率r的最优值

电感值与电感体积

内容概述

内容将会分为以下几个方面，分几部分讲解，具体内容如下：

电感特性：电流斜率，饱和电流。

电流纹波率

伏秒积与伏秒法则

Boost升压原理

开关电源三种工作模式

关于电感

认识电感

关于电感我们在书上知道的是，

（1）电感能通直流，阻交流；（2）电感电流不能突变；

（3）电感的感抗（等效阻抗）：R=2πfL 适用于正弦信号激励的电路计算;

电感的电流方程：

电感两端恒定电压时，电感电流以V/L斜率线性上升或下降

电感充电

假设电池内阻极小，开关按下后，电感两端电压等于电池电压，电感电流以12V/100uH的斜率线性上升。若开关一直按着不放，将会怎样？电感烧毁？电感电流无限大？

电感储能

电感器中流过电流就会储存能量，电感以磁场的形式储存能量。

电感储能为：

电感充电时，随着电流的增加，能量以电流平方倍的关系增加，但一个实体电感储能并不是无限大，能量主要存储在磁芯中（而不是线圈中），磁芯体积越大，存储的能量越多（与磁芯材质也有一定关系）

一定体积的电感，当电流大到一定程度，其储存的能量也达到上限，电流再增加，其能量不再增加。这种现象称为电感饱和。

电感饱和后，其储能方程仍然有效，若电流线性增加，电感量会以指数倍减小。

电感饱和后，其电感量减小，会产生严重的发热。

电感充电

假设t1时刻电感饱和，其电感量减小，电流斜率增加。电感开始发热。

在实际使用中，应避免电感饱和。（或说磁芯饱和）电感器除标称电感值之外，还有一个参数就是饱和电流Isat，应选择Isat比电路中实际电流大的电感器。

若电路中电感器有发热现象，则说明电感器有饱和现象发生，应更换一个感量相同但体积更大的电感。

电感参数

如淘宝网上，正规厂家的电感器都标有电感量和电感电流两个参数

电感放电

电阻R给了电感电流释放回路，电感电流方向仍然不变，但仔细分析，发现 电感两端的电压方向发生了突变！原因是电感充电时是电池的负载，电流从高电位向低电位流动，而电感放电时候，电感作为电源，其电流是由低电位向高电位流动的！电感两端的电压值等于电阻上电压值，假如t1时刻，电感电流为1A，则电阻电流也为1A，电阻电压为1V，电感电压也为1V。此后电感电流因放电而逐渐减小，电感电压也逐渐减小。若电阻值为10欧、100欧、1K欧又怎样？！阻值∞又如何？

总结：电感由充电到放电时，其电流不会突变，但电压极性瞬时改变，电压大小取决于与电感并联的等效电阻的大小。