在上一篇文章中，給大家留了一個小思考，具體請查看鏈接三電平拓撲2—飛跨電容三電平Boost仿真。在仿真過程中，發現一個奇怪的現象，電感電流一直在波動，請看圖1。

圖1 飛跨電容電壓

首先我們分析一下電感電流波動的原因，因為仿真是完全開環的，開關管的PWM驅動給定的都是固定的頻率fsw和占空比D，電感也是理想電感，其電感值不會發生變化。同時，根據大學電路所學，電感的電壓公式

我們可以得到電感的紋波電流公式：

根據上述公式可以得出結論，電感紋波電流的波動一定是由于其兩端電壓U的波動。當然，這里是基于仿真中得出的結論，存在理想的假設條件：即開關頻率、占空比以及電感量完全不變。我們通過仿真波形一看究竟，仿真波形如圖2。從圖中可以看到，飛跨電容的電壓波動比較大，電感兩端的電壓波動也很大，原因是小編在剛開始的時候把飛跨電容設置的太小了。

圖2

隨后我們把電容逐漸加大，再看效果，飛跨電容電壓波動保持在輸出電壓的一半附近，電感電流紋波不再波動，比較平穩。

圖3

如何才能保證在T1和T2分別導通時電感電壓穩定呢？現在我們來分析一下。根據第一篇文章三電平拓撲1—為什么要用三電平拓撲？中分析，當T1或者T2導通時，電感處于充電的階段，當T1和T2都關斷時，電感放電到輸出端，當T1和T2都關斷時，飛跨電容不參與主回路的功率傳輸，電感兩端的電壓為恒定值，可以列出等式（1）,所以電感放電階段對電感紋波電流影響可以忽略。

T1導通，T2關斷時電流回路如圖4

圖4

當T1導通，T2關斷時，根據基爾霍夫方程，電感兩端的電壓等式

T1關斷，T2導通時電流回路如圖5

圖5

同理可以列出電感兩端電壓等式

電感紋波電流穩定的前提條件

推導得出：

飛跨電容的電壓在拓撲中起著關鍵作用。為了保持電容上的電壓紋波較低，需要選擇合適的電容。為了確定所需的電容，需要考慮開關頻率和最大允許電壓紋波，我們再通過仿真看一下飛跨電容紋波電流和紋波電壓的波形，如圖6。

圖6

電容的大小可以計算為：

理論計算只能保證飛跨電容上的電壓大致在我們想要的電平附近，在實際應用中，不可避免的會出現電容電壓偏離理想值得情況，如何保持飛跨電容電壓的平衡和自動調節呢？由于時間有限，我們留到下一次分析。

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