01、BUCK电路的参数计算 |
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案例:设计一个Buck电路,满足如下性能指标要求:
一、性能指标要求 1、输入电压 2、输出电压 3、输出电压纹波 4、电流纹波 5、开关频率
二、需要计算的参数
三、BUCK电路拓扑
四、BUCK电路工作原理
五、参数计算的假设前提条件
六、BUCK电路参数计算所需要的理论知识
七、导通时的占空比D的计算
八、电感L的计算
九、电容C的计算
十、案例中各个元器件的参数计算
一、性能指标要求
1、输入电压
标准直流电压48V 2、输出电压直流电压24V,5A 3、输出电压纹波100mV 4、电流纹波0.25A 5、开关频率fs = 250kHz 二、需要计算的参数1、占空比D1 2、电感L 3、电容C 4、开关元件Q的选取 三、BUCK电路拓扑
1、当t=[0,Ton]时,控制信号是的MOS管导通,续流二极管D截止,向电感L充磁,向电容C充电; 2、当t=[Ton,T]时,MOS管截止,续流二极管D导通续流,电容C放电和电感L中电流下降维持; 五、参数计算的假设前提条件1、开关管和二极管均为理想型器件; 2、电感L较大,使得在一个周期内电流连续,且无内阻; 3、直流输出电压Uo恒定; 4、整个电路无功耗; 5、电路已达到稳态; 六、BUCK电路参数计算所需要的理论知识1、基尔霍夫电压/电流定律; (1)基尔霍夫电压定律: 在一个回路中,电压代数和为0。 (2)基尔霍夫电流定律: 在一节点,流进该节点的电流代数和等于流出该节点的代数和。 2、法拉第定律; UL / L = ΔIL / Δt 3、当电路达到稳态时:电感L上的电压满足“伏秒值相等的原则”,即: Von·Ton + Voff·Toff = 0 4、电容的定义式: C = ΔQ/ΔUc 七、导通时的占空比D的计算1、开关管导通时,由基尔霍夫电压定律得: UL = Ui - Uo 2、开关管断开时,由基尔霍夫电压定律得: UL = - Uo 3、针对电感L应用“伏秒值相等的原则”得: (Ui - Uo)·D·Ts - Uo(1 - D)Ts = 0 4、求的D为: D = Uo / Ui 八、电感L的计算1、开关管导通时,由基尔霍夫电压定律得: UL = Ui - Uo 2、由法拉第定律: UL / L = ΔIL / D·Ts 3、电感L为: L = UL·D·Ts/ΔIL 九、电容C的计算1、电容C充电的电荷为: ΔQ = ΔIL·Ts / 8 2、电容定义式: C = ΔQ/ΔUc 3、将1中的式子带入2中: C = (ΔIL·Ts) / (8ΔUc) 十、案例中各个元器件的参数计算1、占空比D D = Uo / Ui = 0.5 2、电感量L L = UL·D·Ts / ΔIL = (48-24)*0.5*(1/250*10^-3)/0.25 = 0.000192H 3、电容量C C = (ΔIL·Ts) / (8ΔUc) = (0.25A / 250kHz)/ (8 * 0.1V) = 0.00000125F 注:1、此文若有侵权,联系我,立即删除此文; 2、文中若有错误望兄弟们指出,我们一起学习进步。共同成为开关电源大神!!! |
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