负输出罗氏三举变换器的等效电路图

2014-01-12 17:57:07来源: 互联网

在本文中,所有电压和电流的方向均标在图上,文中所有描述和计算全用的是绝对值。对任一分量X,其电流和电压的瞬时值表示为ix和vx,或ix(t)和vx(t);其电流和电压的平均值表示为Ix和Vx;其电流和电压的峰值表示为IXM和VXM。假设所有电容的容量足够大,则在讨论平均值时,电容两端的纹波电压都可以忽略。因为电感L11、L12、L13和L14上电压的平均值为零,所以在连续模式时,电容C11上电压等于输出电压,即VC11=VC10=V0。负输出罗氏三举变换器可以分别工作在连续模式或非连续模式,连续模式的等效电路图如图2(a)、(b)所示,非连续模式的等效电路图如图2(c)所示。其中,"Son"表示开关S闭合,"Soff"表示开关S关断。

 

 


 

(a)馈电状态开关S闭合二极管D10截止(b)续流状态开关S关断二极管D10导通

(c)保持状态(仅适用于非连续模式)开关S关断二极管D10截止

图 负输出罗氏三举变换器的等效电路图

在图2(a)中,开关S闭合,二极管D10截止,电压vL11、vL13和vL14都等于输入电压VI。电流iL11、iL13和iL14分别以斜率VI/L11、VI/L13和VI/L14线性增加。

    电流iD21等于(ic12+iL11),电流iD22等于(ic13+iL13),电流iD23等于(ic14+iL14),它们是一指数函数δ(t)。电流iD11等于(ic12+iL13),电流iD12等于(ic13+iL14),也是一指数函数δ(t)。电流iD13等于ic14,同样是一指数函数δ′(t)。输入电流i1=iD21+iD22+iD23。通常有L13=L14=L11,C12=C13=C14和iC12=iC13=iC14=δ′(t);iL11(t)=iL13(t)=iL14(t),所以在开关闭合期间,输入电流iI(t)=iL11(t)+iL13(t)+iL14(t)+3δ′(t)。开关在接通电源瞬间,函数δ′(t)的数值很大,但在稳态时,因为电压vc12、vc13和vc14都和输入电压VI相接近,所以此时函数δ′(t)的值很小。电流iD11、iD12、iD21、iD22、iD23的理想波形图完全相同,故在图3中仅画出电流iD11的理想波形图。电感L11、L13、L14上的理想电压波形图也完全相同,故在图4中仅画出电压vL11的理想波形图。输出回路中的C11-L12-C10组成"Π”型滤波器。电感L11、L13、L14在开关闭合期间从电源吸收能量,而在开关关断期间传送所贮存的能量给电容C11、C10和负载R。电感L12保持输出电流的连续和电容C11一起向负载R传送能量,即ic11-on=iL12。电容C11上的能量在开关闭合期间释放给负载,因此如果VC11电压高,则对应的输出电压VO的绝对值也高。电容C11上电压vc11和电感L11、L13、L14的电流iL11(t)=iL13(t)=iL14(t)与L12的电流iL12的理想波形图如图5所示。

   在图2(b)中,开关S关断,二极管D10导通,在此情况下电源电流iI=0。电感电流iL通过续流二极管D10、电容C12、C13、C14,电感L11、L13和L14向电容C11充电,电流iL12增加。电感L11、L13、L14通过电感L12传输所贮存的能量给电容C10和负载R,即iL=iL11-off=iL13-off=iL14-off=iC12-off=iC13-off=iC14-off=iC11-off+iL12-off,从而电流iL减小。由于电感电压vL11-off、vL13-off和vL14-off都等于kVI/(1-k),所以电流iL11-off、iL13-off和iL14-off也分别以斜率kVI/(1-k)L11、kVI/(1-k)L13和kVI/(1-k)L14线性减小。电流-iC12-off、-iC13-off、-iC14-off和iD10都等于iL11-off,所以也以斜率kVI/(1-k)L11减小。如果流过二极管D10的下降电流iD10在开关再次转向闭合时没有下降到零,则电路工作在图2(a)、(b)所示的连续工作模式状态。

关键字:负输出  变换器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2014/0112/article_23537.html
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