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PWM DC/DC转换器的等效电路[5]

  为了分析研究PWM DC/DC转换器基本电路之间的相互关系及其对偶性质,首先要讨论PWM转换器的等效电路。有时用等效电路的概念可以更清晰,而且也能使电路简化。

  假设PWM转换器某一支路中有电感L(忽略寄生电阻),iL为电感电流,电感电压,当电感足够大时,足够小,因此可以认为电感电流,基本不变。于是这个大电感可以等效为一个电流源IL,如图1所示。

 大电感与电流源等效

  如图1 大电感与电流源等效

  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,可以等效为电流源iL,如图2所示。

电压源和大电感串联时等效为电流源

  如图2 电压源和大电感串联时等效为电流源

  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PWM转换器某一支路中有电容C(忽然ESR),Uc为电容电压。电容电流ic=,当电容足够大时,足够小,因此可以认为电容电压Uc基本不变,于是这个大电容可以等效为一个电压源Uc,如图3所示。

大电容与电压源等效

  如图3大电容与电压源等效

  输出LC滤波器(输出电压Uo,电感电流io)可等效为一个电压源Uo和一个电流源io串联,进一步可等效成一个电流源io,如图4所示。如表中,归纳了开关转换器中一些支路的等效关系。

输出LC滤波器与电流源等效

  如图4 输出LC滤波器与电流源等效

  如表 理想PWM转换器中的支路等效关系

理想PWM转换器中的支路等效关系

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