boost及BUCK电感计算

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...