BUCK电路 电压电流双闭环充电系统设计 |
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BUCK电路电压电流双闭环设计输入电容参数选择电感参数选择输出电容参数选择
BUCK电路电压电流双闭环设计
初衷:记录做毕业设计–超级电容双闭环充电系统 的过程,设计以 STM32F103 为控制核心,以DC-DC 变换器为主电路,实现超级电容器的安全、高效充电。 由于对硬件设计不熟练,前期做了很多准备工作,陆续花了一个半月完成了仿真,硬件设计,编程和测试的工作。在设计过程中的主要遇到的问题是对元器件的选择,以及确定参数。以下简单介绍本设计的电感电容参数与其他元器件的选择 对于电路的工作原理通过南余荣老师编写的《电力电子技术》进行学习。 Buck变换器是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。变换器有连续导通模式和非连续导通模式两类。Buck电路具有效率高,可靠性好,工作效率高,使电路中电压/电流波形的快瞬变化的优点。电路也会产生电磁辐射干扰,输出电压纹波比较大。 设计参数:频率fs=100kHz,输入电压Ui=36v,输出电压Uo=13.5V,输出电流Io=2A,电流纹波IL=0.2A,电压纹波Uo=1.35V。电流纹波率与电压纹波率均为10%。 输入电容参数选择 在Buck电路中,输入电流在开关管影响下处于不连续状态,为了过滤高频开关噪声以及缓和开关管高频开关转换造成对电源的冲击,在电路前端放置电容。选取小阻抗电容能使高频干扰信号被输入电容吸收,进而稳定输出电压电流,同时减少了由过高的等效串联电阻所带来的热量,减少了系统损耗,增加系统使用寿命。为了确保输出电压稳定,输入电压和其纹波比值应该小于百分之一。因此,选择等效串联电阻足够小而输入电容足够大的电解电容。由于输入电容所承受的应力会大于输出电容,为了减少其承受的应力,本设计采用多个输入电容并联的办法,降低功率的同时增加了系统的可靠性。一般来说,输入电容的耐压是输入电压的1~1.5倍,设计使用一个耐压为 45V,电容值为 22uF 的电解电容以及三个电容值为47uF的贴片电容并联。 电感参数选择 输出电感在开关电路中作为储能元件,在电路工作过程中,由输入直流电压通过电感向负载传 递能量,它的大小决定了电路的纹波电压大小、电路带载能力等。在选择电感时需要确定电感的理 论值。BUCK 转换器的电感器电流的平均值为输出 DC 电流。当输出最小电流时,电感器电流应至少为电感器电流的临界连续性,以便在整个工作范围内保持电感器电流的连续性。![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
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