开关电源设计与制作基础
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2.2 开关变换器的等效电路

为了分析研究六种开关变换器基本电路之间的相互关系,首先要讨论开关变换器的等效模型,有时用等效电路的概念可使分析更清晰并简化。

设开关变换器某一支路中有电感为L(忽略寄生电阻),iL为电感电流,侧电感电压VL=LdiL/dt。当电感足够大时,diL/dt足够小,因此可认为电感电流iL=IL基本不变,于是这个大电感可等效为一个电流源IL,如图2.1(c)所示。

由电路理论可知,当一个电压源和一个电流源串联时,等效为一个电流源,因此电压源和大电感串联时,可等效为电流源,如图2.1(b)、(d)、(e)中的输入端所示。

同理,由电路对偶理论可知,电感与电容对偶。电感等效为电流源的表述,其对偶形式为:当开关变换器某一支路中有电容C(忽略ESR),vC为电容电压,电容电流iC=CdvC/dt,当电容足够大时,dvC/dt足够小,因此可认为电容电压vC=VC基本不变。于是这个大电容可等效为一个电压源VC,如图2.1(b)、(c)、(e)中负载端所示。而输出LC滤波器可等效为一个电压源Vo和一个电流源Io串联,最后可等效成一个电流源Io,如图2.1(a)、(d)、(f)中输出端所示。表2.2归纳了理想开关变换器中支路的等效关系。

表2.2 理想开关变换器中支路的等效关系