5）电感电流临界 时负载电流平均 值IOK:
IOK UdTSD (1 D) 2LO
结论：
T i①L临界负载电S流IOK是保证电感电流连续的最 Tt t iL 小 空值 比与D有输关入oSn；电压Ud、of电f 感L、开关频率f及占
t t I 2 on
off
I2
I
②I L开关频率f越高、电感L越大、IOK越小， 越I1容易实现电感电流连续工作模式。
0 - UO
DTS
Uo
t
①UO只与D有关。 ②在D的变化范围内，改变D值就可以改变输出电压平均值的大小，即Uo 只与D有关。
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三.数量关系： 2.忽略所有元件的损耗，则输入功率等于输出功率，即：
Po Pd 或UoIO UdId
因此，输入电流平均值Id与负载电流平均值Io的关系为：
IO Ud Id 1 Id UO D
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三.数量关系： 3.流过电感电流的峰 - 峰值△ IL：
IL I 2 I1
iL
TS
ton
t off
I2
IL
U D(1 D)
I1
I L
t
I L d fL
0
13
三.数量关系：
4.维持电感电流临界连续的电感值LO：
电感电流临界时的 波形如右图所示 ，此时I1=0
LO UdTSD (1 D) 2IOK
i
D
VD
uL
iC u C
C
iO
R
uo
图3.2.1降压变换电路
1.Ud为直流电压源； 2.VT是电力电子器件 （目前都用全控型器件）； 3.VD为续流二极管；4.L为滤波电感； 5.C是滤波电容； 6.R为负载 2
二.工作原理：
依据电路参数的不同，本电路可以工作在电感电流连续状态、电感电流 临界连续状态及电感电流断续状态；下面以电感电流连续时为例。
iuOL
R C
iC uuoC
C
iO
R
uo
diL - Uo 0为定值降，压i变L线换性电衰路减的 降压变换电路VT断开时等效电路
dt L
iL - Uo t L
uC uo i L iC io
6
二.工作原理：
*波形如图所示
uD
TS
U 0 D
Ud
DTS
0
uL
ton
t off
t
uL Uo
U d
t
L0
t
0 ③实际负载电流IO>IOK时，电感电流连续；
IO=IOK时，电感电流临界连续；IO<IOK时，
电感电流断续。
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三.数量关系： 5.电感电流连续时输出电压纹波△UO/UO：
假设电感电流iL中所有纹波分量都通过电容，直流分量都通过电阻。图中阴影 部分面积表示TS/2时间内电容充电或放电的电荷。
3.2 降压变换电路
1
3.2 降压变换电路
导入： 1.降压变换电路是一种输出电压的平均值低于输入 直流电压的变换电路。
2.应用：开关电源及直流电动机驱动，如：UPS，手机、笔记本等便携
式设备的直流电源，无轨电车、地铁列车、电动汽车的无级变速控制等。
新课一：.电路组成： VT
iL L
id
Ud
u D
Q 1 ×TS ×IL TSIL
22 2
8
Q UO C
iL
TS
t on
t off
I2
I
L
I
L
I1
t
0
结论： ①选择合适的LC值可以纹波电压的大小。
②纹波电压的大小与负载无关。
15
巩固练习
数量关系计算： 1.有一开关频率100kHz的降压斩波电路，输入电压为20V，占
空比0.8，输出电流4A连续，要求输出纹波电压小于10mV ，求：1）维持电感电流临界连续的电感值LO；
2）滤波电容C的最小值。
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巩固练习
数量关系计算： 2.有一开关频率50kHz的降压斩波电路，电感电流连续，电感
值L=0.05mH，输入电压Ud为15V，输出电压Uo=10V。 求：1）占空比D的大小；2）电感中电流的峰-峰值△IL; 3）若允许输出电压纹波△UO/UO=5%时，滤波电容C的最小 值。
1.VT导通时：
UD Ud
id iL
id iL L
Ud忽udOi为tL略LiU 输Lu输出UL出dU电dU电LU压d压UU d的LU的duoU平d纹dL均oU波0i为 t值id：duoVuV定uoTToo降值uu，降D压DiU压L变线V变oi换DV性iiDi换DLDL电增电长路路ULLduuL降Lui L压C变uuCiCiC换Ci电uCCCu路oLRiRiVOOTi导ouuuC通ooiC时C等效RiO电路uo
0
t
I1 - IO
5
二.工作原理：
2.VT断开时：
电源脱离电路，电感释放已经储存了能量，向负载供电，iL经VD续流。 VD导通，等效电路如图
U D 0 id 0 VT
iL L
iL L
忽略0输u出L电u压U的Ld纹波uiu：d uoo uL Uo
o
uD
iD
UVoD
uL u D
i
iC
D
VuDC
TS
断，则电压、电流波
Ud
形周期性重复， 如图所示。
DTS
0
uL
ton
t off
t
U d
-UO
Ud Uo
0
t
Uo
- UO
iL
I2
I L
I1
t
0
9
二.工作原理：
3.在稳定条件下， uO ,uC
TS
VT周期性导通、关
UO
断，则电压、电流
t
波形周期性重复， 如图所示。 (续
0
i
ton
toff
上一页)
o
IO
3
二.工作原理：
*波形如图所示
uD
TS
UD Ud
Ud
0
DT
uL
ton
t
uL Ud Uo
U d
-UO
0
Ud Uo
t
iL
I2
U U
iL d
ot
L
I L I1
t
0
4
二.工作原理：
*波形如图所示(续上一页) uO , uC
TS
UO
t
0
i
ton
o
u
iO o R
IO
0
t
iC
I 2 IO
iC iL iO
-UO
Ud Uo
0
t
Uo
- UO
iL
U
I2
iL o t
I L
L
I1
t
0
7
二.工作原理：
*波形如图所示(续上一页) uO , uC
TS
UO
t
0
i
ton
toff
o
u
iO o R
IO
0
t
iC
I 2 IO
iC iL iO
0
t
I1 - IO
8
二.工作原理：
3.在稳定条件下，
VT周期性导通、关
uD
0
t
iC
I 2 IO
0
I1 - IO
t
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三.数量关系：
1.在稳定条件下，一个周期内电感电流平均增量为零的现象称为电感
伏秒平衡。△i=0，从而△Ψ=0，则有电感 伏秒平衡方程：
(Ud Uo)ton U tS
uL t on
t off
Ud -UO
Ud Uo
UO ton Ud DUd Ud TS
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