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boost及BUCK电感计算

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BUCK 和BOOST 变换器电感的设计 前言 对于电源工程师来说,设计中小功率Bu ck 或Boost 其基本任务之一是要计算电感。然而,当你翻开电源教科书的时候,你经常会发现书中给你列出了一大堆公式,却让你无从下手,不得要领。那么如何运用工程的方法快速地设计出一个适用的电感参数,可以方便地从商家的产品手册里找到你要的标准电感呢?作者在这里整理和归纳了与Bu ck 和Boost 电感设计有关的一系列实用计算方程和简单的工程设计方法。 1. 我们首先定义电感的电流纹波比: R = △I/ Ic (1) 这里Ic 为电感电流的波形中心,△I 为电感电流的变化摆幅。 电感电流的峰值: Ipk =Ic + △I/2 = Ic x (1 + R/2 ) (2) 2. 分清变换器的最坏工作条件 对于目标设计,我们要首先关注它的最坏工作情况,决定电感中的最大工作电流。 BUCK 电路: BUCK 电感电流波形的平均值(几何中心)等于负载电流,和输入电压无关。改变输入电压,电感电流的波形中心几乎保持不变,但电感电流的峰值会随着输入电压增加而增加。所以,BUCK 变换器 的电感电流的最坏工作条 件 是在最高 输入电压下。设计时,应 该 以最高 输入电压为计算条 件 。 Ic = Io (3) D = Vo / Vin (4) BOOST 电路: 由 于BOOST 电路只 有在开关管 关闭 时,电感电流才 能 传 递 到输出负载,因 此 有 Ic = Io / (1- D) (5) 对于BOOST 电路, D=(Vo-Vin) /Vo (6) 所以,当Vin 为最小时,BOOST 电感中的Ic 为最大。设计时,应 以最小输入电压为计算条件 。 从以上分析我们可以看到,BUCK 电路无论在开关管开启或关断时,电感都能持续地向负载输出电流。而 BOOST 电路只有在开关管关断时,负载才能得到能量。这就决定了,BOOST电路的最大占空比不能为 100%,否则,BOOST 电路因为开关管的关断时间为 0,负载而得不到能量而不能建立输出电压。这一点在多数教科书中没有提到,以致于有些人糊里糊涂里在 Boost 变换器中使用了最大占空比为 100%的单端 PWM 控制器。在电源启动瞬间,由于BOOST 变换器的输出为 0,PWM 控制器试图以 100%的占空比来错误地驱动开关管,导致Boost 变换器工作失败。 3. 伏秒法则: 这是功率变换器的基本法则:在开关导通时间 Ton 施加电感一个恒定的电压 Von,而在开关关断期间 Toff,在电感上会得到另外一个幅值为 Voff,极性相反的电压,它们的...

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