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BUCK电流的上升过程是怎么实现的呢

对于BUCK来说,在CCM下,假使输入输出电压以及D不变,此时加大负载电流。电感的电流波形会怎么变呢?  我们知道,由于输入输出电压不变,且D不变,因此电流的上升斜率以及下降斜率都和原来的一样! 但是,负载电流增大,电感电流必定会往上升!  如果这样说是对的话,那么这个电流的上升过程是怎么实现的呢???     望高手不吝赐教,小弟在此谢过了。。。
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2011-08-24 07:50

个人感觉你的假设不对,D会变。输出电流增加,电感电流会升高,这就要求增加D。

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2011-08-24 08:25

楼主说“电流的上升斜率和下降斜率都和原来一样”这句话不严谨,在稳态下是一样,但是动态过程不是。负载突然增加,必然会导致电压跌落,这时候上升斜率增加,下降斜率减小,这样就会使平均电流逐渐升高,直到平衡

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2011-08-24 08:36
另外,反馈环路或许也会起作用(令请高人指点),对D产生一定影响,但是无论如何,稳态时D是不变的。
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2011-08-24 08:38
@edie87@163.com
个人感觉你的假设不对,D会变。输出电流增加,电感电流会升高,这就要求增加D。
电感电流升高,是平均电流升高,纹波电流是不变的。
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cfbbao
LV.4
6
2011-08-24 08:56

LZ,我也意淫了一下这个问题,个人觉得输出负载减小的时候,输出电压瞬间拉低,此时占空比会调整拉宽,电感电流增加——【动态过程或许会反复几次】之后,占空比由于电压的关系而恢复原来的水平,但是此时的电感电流的有效值与已经负载变化之前的电感电流不一样了,也就是会稳定在更高一些的水平。当然,由于负载电流增大,此时纹波电流的峰峰值比原来大了。
我是新手,之前一直怀疑占空比是与输出电流有关的,昨天看了一个双管正激电路的占空比随负载变化的情况——在负载电流在额定电流15%以内时候,占空比变化很大(从接近0~0.25);但是当负载电流继续增加时,占空比变化很小(0.25~0.3)。

有图: 

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NATE007
LV.6
7
2011-08-24 10:39
@edie87@163.com
个人感觉你的假设不对,D会变。输出电流增加,电感电流会升高,这就要求增加D。
因为你的电流上升和下降斜率是受输入和输出电压限制的!  输入输出不变,那么斜率就不会变!斜率不变,如果D变了,那么就会导致伏秒数不平衡啊
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NATE007
LV.6
8
2011-08-24 10:40
@mengzhaohe
楼主说“电流的上升斜率和下降斜率都和原来一样”这句话不严谨,在稳态下是一样,但是动态过程不是。负载突然增加,必然会导致电压跌落,这时候上升斜率增加,下降斜率减小,这样就会使平均电流逐渐升高,直到平衡
恩  你说的是对的    谢谢提醒
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mko145
LV.8
9
2011-08-24 10:41

这是一个很好的问题。也曾有过这个疑问,现在还没完全想通 ~
从公式上可以这样解释 ------
1. 当系统稳定在电感电流连续状态时,电感上的电流纹波变化的 dI = (Vi - Vo)* Ton / L = Vo * Toff / L ; Vi 是输入电压 ;Vo 是输出电压;也就是说 Q1 导通的时候电感上电流上升多少, Q1 关闭时电感上电流就下降多少 ---- 平均值不变,从而保证输出电压的恒定。[假设负载是电阻 R]
2. 负载增大的时候,输出电压瞬间拉低 dV。则 Q1导通的时候电感上电流上升 dI(1) = [ Vi - (Vo - dV)] * Ton / L, 比原来大了。
3. Q1关闭时电感上电流就下降 dI(2) =  (Vo - dV)] * Toff / L 比原来小。
4. 由于 dI(1) > dI(2) ,电流的平均值上升了。负载是电阻的情况下, 输出电压 Vo 也就升高了。
5. 这个过程会持续 ----- 直到 dV = 0, 也就是 Vo回到了原来的初始值。在这个变化的过程中,占空比 D保持不变。
6. 或者像书里说的 Vo = Vi * D ; 输出电压由占空比 D决定,与负载电流大小无关 [开关电源的原理与设计--张占松 Page 9-10]

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NATE007
LV.6
10
2011-08-24 10:56
@cfbbao
LZ,我也意淫了一下这个问题,个人觉得输出负载减小的时候,输出电压瞬间拉低,此时占空比会调整拉宽,电感电流增加——【动态过程或许会反复几次】之后,占空比由于电压的关系而恢复原来的水平,但是此时的电感电流的有效值与已经负载变化之前的电感电流不一样了,也就是会稳定在更高一些的水平。当然,由于负载电流增大,此时纹波电流的峰峰值比原来大了。我是新手,之前一直怀疑占空比是与输出电流有关的,昨天看了一个双管正激电路的占空比随负载变化的情况——在负载电流在额定电流15%以内时候,占空比变化很大(从接近0~0.25);但是当负载电流继续增加时,占空比变化很小(0.25~0.3)。有图:[图片] 

恩   想通了 。

     这样的,加大负载,瞬时电压会被拉低,此时由于负反馈的作用,会增大D。由于输入电压是有恒压源提供(能够提供足够的功率的话),及输入电压不变。此时增大D,就是在电流上升斜率不变的基础下,继续往上走一段,直到开关关断。而同时由于输出电压被拉低,电流的下降斜率会变小。关断时间减少,斜率减小,此时下降电流已经无法回到原来的大小。这时会出现短暂的伏秒数不平衡。但是负反馈一直在作用,及输出会慢慢回到原来的稳定电压。经几周期调整后,输出电压回到稳态,D也还原,电流的上升斜率和下降斜率都不变,但却整体往上抬高了

     有点乱,不知道大家看明白了没

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NATE007
LV.6
11
2011-08-24 10:57
@mko145
这是一个很好的问题。也曾有过这个疑问,现在还没完全想通~从公式上可以这样解释------1.当系统稳定在电感电流连续状态时,电感上的电流纹波变化的dI=(Vi-Vo)*Ton/L=Vo*Toff/L;Vi是输入电压;Vo是输出电压;也就是说Q1导通的时候电感上电流上升多少,Q1关闭时电感上电流就下降多少----平均值不变,从而保证输出电压的恒定。[假设负载是电阻R]2.负载增大的时候,输出电压瞬间拉低dV。则Q1导通的时候电感上电流上升dI(1)=[Vi-(Vo-dV)]*Ton/L,比原来大了。3.Q1关闭时电感上电流就下降dI(2)= (Vo-dV)]*Toff/L比原来小。4.由于dI(1) >dI(2),电流的平均值上升了。负载是电阻的情况下,输出电压Vo也就升高了。5.这个过程会持续-----直到dV=0,也就是Vo回到了原来的初始值。在这个变化的过程中,占空比D保持不变。6.或者像书里说的Vo=Vi*D;输出电压由占空比D决定,与负载电流大小无关[开关电源的原理与设计--张占松Page9-10]
刚刚想明白了    帮看看  对不对
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mengzhaohe
LV.3
12
2011-08-24 11:48
@NATE007
恩  想通了 。    这样的,加大负载,瞬时电压会被拉低,此时由于负反馈的作用,会增大D。由于输入电压是有恒压源提供(能够提供足够的功率的话),及输入电压不变。此时增大D,就是在电流上升斜率不变的基础下,继续往上走一段,直到开关关断。而同时由于输出电压被拉低,电流的下降斜率会变小。关断时间减少,斜率减小,此时下降电流已经无法回到原来的大小。这时会出现短暂的伏秒数不平衡。但是负反馈一直在作用,及输出会慢慢回到原来的稳定电压。经几周期调整后,输出电压回到稳态,D也还原,电流的上升斜率和下降斜率都不变,但却整体往上抬高了    有点乱,不知道大家看明白了没

其实,如果没有负反馈也会达到平衡状态的,很多情况下,反馈环路响应没那么快,就是我3楼说的过程

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NATE007
LV.6
13
2011-08-24 11:58
@mengzhaohe
其实,如果没有负反馈也会达到平衡状态的,很多情况下,反馈环路响应没那么快,就是我3楼说的过程
恩   是的 
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mko145
LV.8
14
2011-08-24 12:23
@NATE007
刚刚想明白了   帮看看 对不对
不对, 请看我上面的分析
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NATE007
LV.6
15
2011-08-24 12:31
@mko145
不对,请看我上面的分析
我仔细看了你说的了 ,没错。我说就是和你的意思是一样的,估计表达不太好。  谢谢
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mko145
LV.8
16
2011-08-24 12:56
@NATE007
我仔细看了你说的了 ,没错。我说就是和你的意思是一样的,估计表达不太好。 谢谢[图片]
不大一样 ~  
你讲 : 加大负载,瞬时电压会被拉低,此时由于负反馈的作用,会增大D。
我说 : 在这个变化的过程中,占空比 D保持不变。

有本质区别

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NATE007
LV.6
17
2011-08-24 13:09
@NATE007
恩  想通了 。    这样的,加大负载,瞬时电压会被拉低,此时由于负反馈的作用,会增大D。由于输入电压是有恒压源提供(能够提供足够的功率的话),及输入电压不变。此时增大D,就是在电流上升斜率不变的基础下,继续往上走一段,直到开关关断。而同时由于输出电压被拉低,电流的下降斜率会变小。关断时间减少,斜率减小,此时下降电流已经无法回到原来的大小。这时会出现短暂的伏秒数不平衡。但是负反馈一直在作用,及输出会慢慢回到原来的稳定电压。经几周期调整后,输出电压回到稳态,D也还原,电流的上升斜率和下降斜率都不变,但却整体往上抬高了    有点乱,不知道大家看明白了没
不好意思,这里说的有点错了。 就是开通时的电感感应电压=Vin-Vo,而Vo是会有瞬时减小的变化,所以感应电压会变,进而导致电流上升斜率变大。D可以不变。具体参考  mko145营长 的第9贴。
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NATE007
LV.6
18
2011-08-24 13:09
@mko145
不大一样~  你讲:加大负载,瞬时电压会被拉低,此时由于负反馈的作用,会增大D。我说:在这个变化的过程中,占空比D保持不变。有本质区别
恩   这回明白了   很感谢
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