開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理

（1）當Ui = 2Uo時(shí)，即濾波輸出電壓Uo等于電源輸入電壓Ui的一半時(shí)，或控制開(kāi)關(guān)K的占空比D為二分之一時(shí)，流過(guò)儲能電感L的電流上升率，在K接通期間與K關(guān)斷期間絕對值完全相等，即電感存儲能量的速度與釋放能量的速度完全相等。此時(shí)，（1-5）式中i（0）和（1-11）式中iLX均等于0。在這種情況下，流過(guò)儲能電感L的電流iL為臨界連續電流，且濾波輸出電壓Uo等于濾波輸入電壓uo的平均值Ua。參看圖1-3。

（2）當Ui > 2Uo時(shí)，即：濾波輸出電壓Uo小于電源輸入電壓Ui的一半時(shí)，或控制開(kāi)關(guān)K的占空比小于二分之一時(shí)：雖然在K接通期間，流過(guò)儲能電感L的電流上升率（絕對值），大于，在K關(guān)斷期間，流過(guò)儲能電感L的電流上升率（絕對值）；但由于（1-5）式中i（0）等于0，以及Ton小于Toff，此時(shí)，（1-11）式中的iLX會(huì )出現負值，即輸出電壓反過(guò)來(lái)要對電感充電，但由于整流二極管D的存在，這是不可能的，這表示流過(guò)儲能電感L的電流提前過(guò)0，即有斷流。在這種情況下，流過(guò)儲能電感L的電流iL不是連續電流，開(kāi)關(guān)電源工作于電流不連續狀態(tài)，因此，輸出電壓Uo的紋波比較大，且濾波輸出電壓Uo小于濾波輸入電壓uo的平均值Ua。參看圖1-4。

（3）當Ui 2Uo時(shí)，即：濾波輸出電壓Uo大于電源輸入電壓Ui的一半時(shí)，或控制開(kāi)關(guān)K的占空比大于二分之一時(shí)：在K接通期間，雖然流過(guò)儲能電感L的電流上升率（絕對值），小于，在K關(guān)斷期間，流過(guò)儲能電感L的電流上升率（絕對值）。但由于Ton大于Toff，（1-5）式中i（0）和（1-11）式中iLX均大于0，即：電感存儲能量每次均釋放不完。在這種情況下，流過(guò)儲能電感L的電流iL是連續電流，開(kāi)關(guān)電源工作于連續電流狀態(tài)，輸出電壓Uo的紋波比較小，且濾波輸出電壓Uo大于濾波輸入電壓uo的平均值Ua。參看圖1-5。

串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲能濾波電感的計算

從上面分析可知，串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓Uo與控制開(kāi)關(guān)的占空比D有關(guān)，還與儲能電感L的大小有關(guān)，因為儲能電感L決定電流的上升率（di/dt），即輸出電流的大小。因此，正確選擇儲能電感的參數相當重要。

串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源最好工作于臨界連續電流狀態(tài)，或連續電流狀態(tài)。串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續電流狀態(tài)時(shí)，濾波輸出電壓Uo正好是濾波輸入電壓uo的平均值Ua，此時(shí)，開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的調整率為最好，且輸出電壓Uo的紋波也不大。因此，我們可以從臨界連續電流狀態(tài)著(zhù)手進(jìn)行分析。我們先看（1-6）式：

當串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續電流狀態(tài)時(shí)，即D = 0.5時(shí)，i(0) = 0，iLm = 2 Io，因此，（1-6）式可以改寫(xiě)為：

式中Io為流過(guò)負載的電流（平均電流），當D = 0.5時(shí)，其大小正好等于流過(guò)儲能電感L最大電流iLm的二分之一；T為開(kāi)關(guān)電源的工作周期，T正好等于2倍Ton。

由此求得：