Buck电路-电感电容计算

news2024/10/6 11:48:40

目录:

1、前置知识

1)电感的公式   2)电容的公式   3)Buck电路框图

2、占空比D的计算

1)Switch(on)状态   2)Switch(off)状态   3)占空比计算

3、电感计算

4、电容计算

5、电荷平衡与伏秒平衡

1)电荷平衡   2)伏秒平衡

6、计算工具下载


1、前置知识

1)电感的公式

电感定义式(度量式)

感应电压计算公式:

通过上面二式可得:,即L*电感电流的变化率

2)电容的公式

电容定义式(度量式) 

流经电容器的电流:,即C*电容电压的变化率

3)Buck电路框图

2、占空比D的计算

1)Switch(on)状态

电感两端的电压,变换一下得

2)Switch(off)状态

我们这里忽略D,就是相当于一条直线。那么电感两端的电压,变换一下得

3)占空比计算

Switch(on)时电流积分值+Switch(off)时电流积分值 = 0,即

经变换可得(伏秒平衡)

将上式推导可得,占空比D < 1,所以,即Buck电路一定是降压输出

3、电感计算

对一个确定的项目来说,已知的内容如下表:

输入电压Vi
输出电压Vo
输出电流Io
输出功率Po(Vo与Io决定)
开关频率Fsw
占空比D(Vi与Vo决定)
电压纹波Vripple
电流纹波Iripple

如下图,电感电流的变化量 = 

在一个周期T内

在一个周期T内电容的,也就是说

电感的平均值即在一个周期T内的积分值,可得:

通过式3.1与式3.2可得BCM模式下电感的计算公式:

CCM模式下电感的计算公式:

4、电容计算

由于,即电流对时间的积分,那么红色框内的面积就是电容的电荷变化量。 

可以得出:

得:;由得:

最终可得电容的计算公式:

5、电荷平衡与伏秒平衡

1)电荷平衡

在稳态电路中的电荷平衡(安秒平衡):在一个周期内,电容充上的电荷量与释放的电荷量的总和等于0。

变换为,两边同时积分

电容电压在t时刻与0时刻电压相等,结果等于0,那么,积分式中的I(安)t(秒)即安秒平衡

2)伏秒平衡

在稳态电路中的伏秒平衡:在一个周期内,电感储存的能量与释放的能量的总和等于0。

变换为,两边同时积分 

电感电流在t时刻与0时刻电流相等,结果等于0,那么,积分式中的V(伏)t(秒)即伏秒平衡

电感的平均电流,结果为0。

6、计算工具下载

原PPT文件与简单易用的计算工具下载请移步:Buck电路-电容电感计算。


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