电源网各位前辈,小弟在读硕士一名,初次发帖,写的不清楚的地方还望见谅。
文字我现在WORD中写好的,结果发现WORD的公式在这里不可以用,所以我不得不都截图贴上来,看上去不太协调,请大家见谅。
最近在做一个离网型太阳能逆变器,就需要将太阳能发出的多余的电储存到蓄电池中,充电的方式用的是BOOST升压斩波电路,其中涉及到了一些电感量的计算,遂来此发帖求助。BOOST升压斩波电路的基本拓扑为:
其工作输出电压与输出电压的关系是:
其中T是开关周期,Toff是开关关断的时间,T=Toff+Ton,若设:
则输入输出电压公式可以改写为:
在一个开关周期中,电感上电流变化率相等,由
其中 就是代表伏秒数,可以是开关导通时电感两侧电压乘上开关导通时间Von*Ton,也可以使开关断开时电感两侧电压乘上开关闭合时间Voff*Toff,在电感设计中是一个非常关键的参数, 代表电感L上面流过的交流电流峰峰值。关于电感的电流,还有其他几个比较重要的参数:电感电流的交流电流IAC,平均电流IDC,峰值电流IPK,他们和峰峰电流之间的关系可以从下面这个图中看出:
其中是电感两端电流的浮动量,其浮动量的大小与平均电流的关系可以同纹波率来衡量(IDC*r=),一般根据实际需要,纹波率r选择0.4。例如,在IDC=1A时候,。作为上面公式用到的电流计算参数,而对于输出侧电流Io,根据能量守恒定律(个人理解)有下式:
IO=IDC*(1-D)
再结合(以开关导通Von来计算):
D=(Vo-Vin)/Vo
可以得到L的值:
其中根据BOOST电路的拓扑结构图可以看出Von=Vin,Voff=VO-Vin。
综上,可以根据设计BOOST电路的输入输出参数:输入电压、输出电压、输出电流、开关频率计算出电感值的大小。电感太小,系统工作效率降低,然而电感太大,容易导致电感磁芯饱和。
以上均是一些基本的理论知识,我用自己的话将他们总结了一下,错误难免,还望各位指出。
以下是我对电感设计的一些疑问,电感的绕线圈数、铁芯材料如何设计?铁芯的体积如何选择?最近从网上看到,储能电感的铁芯应该有气隙,这个又应该怎么解释?