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大家好，今天我们继续探讨DC-DC转换器中纹波的影响及其工作模式。在上一讲中，我们对PWM DC-AC转换器中的电感电流波形和电容电压波形进行了分析，发现它们通常呈现出一个直流值加上一些三角形的纹波。这种波形可以用一个直流值加上三角形的纹波来表示，我们可以定义其平均值和峰值。
为了更好地理解纹波的影响，我们引入了纹波比的概念，即峰峰值摆动或平均值到峰值的摆动与平均值之比。这个概念有助于我们评估纹波对DC-DC转换器性能的影响。例如，对于直接转换器，如降压或升压转换器，峰值开关电压和峰值二极管电压（也是峰值电容电压）等于V1和V2的最大值乘以1加上纹波比。这表明纹波会增加峰值电压，从而影响器件的应力。
我们还比较了直接转换器和间接转换器（如反向降压-升压转换器）的器件应力。我们发现，对于给定的转换比，间接转换器的应力和电压峰值通常比直接转换器高。这是因为间接转换器需要将所有能量存储在转换器中间，而直接转换器则可以利用部分能量直接流过。
为了限制电感电流纹波或输出电压纹波，我们可以根据转换比来选择最小电感和电容值。这涉及到纹波比的概念，我们需要确定一个可接受的纹波比，然后根据这个纹波比来选择合适的电感和电容值。
我们还讨论了电感和电容的能量存储要求。我们知道，能量存储能力通常与组件的尺寸成正比。因此，如果我们希望减少纹波，我们需要使用更大的电感和电容来存储更多的能量。然而，这可能会导致组件尺寸过大，成本过高。因此，我们需要在纹波和组件尺寸之间进行权衡。
在讨论了连续导电模式（CCM）后，我们引入了断续导电模式（DCM）的概念。DCM发生在电感电流下降到零的情况下，此时开关和二极管都处于关闭状态。DCM通常发生在高负载电阻或低负载的情况下，因为在这些情况下，平均电流会下降，从而导致电感电流下降到零。
在DCM下，转换比取决于负载电阻、开关周期和电感值。这比CCM下的转换比更复杂，因为它涉及到更多的参数。然而，我们可以通过分析纹波波形来计算DCM下的转换比。
为了更好地理解DCM下的转换器行为，我们可以将其建模为一个电流源，该电流源将电流泵入输出电容和电阻。这种方法可以帮助我们更好地控制转换器并优化其性能。
在本讲中，我们深入探讨了DC-DC转换器中的纹波及其影响。我们讨论了纹波比、峰值应力、电感和电容的尺寸选择、能量存储要求、连续导电模式和断续导电模式等内容。这些概念对于设计和优化DC-DC转换器至关重要。希望本讲的内容能够帮助您更好地理解DC-DC转换器的工作原理和设计方法。
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