要求电路电流在额定电流的10%时恰好处于临界状态

 新闻资讯     |      2021-03-15 18:12

  Buck电路是只对电流参数举办调动的电路,Buck调动器是一种输出电压小于输入电压的单管不断绝直流调动器。Buck调动器也有CCM和DCM两种事情方法。Buck电路特点:效率高,靠得住性好;事情效率高,使电路中电压/电流波形的快瞬变革,发生电磁辐射滋扰;元件机关和PCB布线难度较大;输出电压纹波较量大;电路巨大,本钱高。

buck电路输出电容及其他参数计较

  从电路可以看出,电感L和电容C构成低通滤波器,此滤 波器设计 的原则是使 us(t)的直流分量可以通过,而抑制 us(t) 的谐波分量通过;电容上输出电压 uo(t)就是 us(t) 的直流分量再附加微小纹波uripple(t) 。详细怎么算BUCK电路输出滤波电路参数呢?我们来一起看看吧。

buck电路输出电容及其他参数计较

   buck电路参数:

  输出电压:20-30V

  输出额定电压:12V

  输出电压纹波:125mV(1%)

  额定输出电流:4A(额定功率48W)

  最大输出电流:6A

  开关频率:100KHz(10uS)

  输入电流最大波纹:30mA

  电压跌落:250mA(1uS内Io从200mA突变到4A)

  1.占空比计较

  Dmin=12/30=0.4

  Dmax=12/20=0.6

  2.输出滤波电感计较

  滤波电感的浸染:

  一是低频滤波,在此主要是阻碍电路电流的突变。(因电感的自感电势会阻碍原电流的变革。)

  二是高频滤波,电感元件和电容及电路有谐振频率,它可在高频电路里接收或阻档同频或差频的信号波。

  要求电路电流在额定电流的10%时刚长处于临界状态。如下图所示,此时的输出电流应该为Io=10%*4A=0.4A,Ip=0.8A。在0-Ton时刻,电感L上遭受的电压为(Uin-Uo),因此有:

  为了担保L在任何环境下都能满意担保电流和低是依然能持续,应该去L更大的值,因此以Uin最大时去计较L。

buck电路输出电容及其他参数计较

  3.输出滤波电容值计较

  Co 很大的话,可以担保输出电压近似恒定,可是Co 很大会导致体积和本钱更大。因此实际中按照容许的输出电压纹波来选择Co的值。

  我们设计时老是凭据电感电流谐波全部进入Co,恒定分量进入负载( 假如带阻性负载,在闭环电路的节制下,输出电压恒定,确实是这样的)。电感电流i的谐波进入电容,由电容的寄生电阻ESR、寄生电感ESL,和Co 值抉择电压纹波的。

  对付低于500KHZ的谐波,ESL 发生的电压纹波可以忽略。因此,输出电容中由ESR 和Co抉择纹波电压分量。由ESR 发生的纹波分量正比于电感电流纹波分量,由Co抉择的纹波分量与流过电容的电流积分成正比。这两个分量相位是差异的。

buck电路输出电容及其他参数计较

  上图中别离显示了ESR 和Co发生的电压纹波随电流纹波变革环境,在i直大于Io时,电容充电,uc上升,uEsR随i变革; 在i小于Io时,电容放电。电容一周期电流平均值为0。

  在0~0.5T时间内,假设UC和uEsR两个峰值叠加在一起了有:

buck电路输出电容及其他参数计较

  △U是要求的输出电压纹波值=120mV,T为开关周期,△I为电感电流峰峰值,可以按照前面获得的L值计较出来。虽然是以最大电流纹波时电容依然能担保电压纹波在要求范畴内来计较。

  上式中只存在Co和ESR两个未知数。从一些厂家目次中可以认定,在很大范畴内差异电压品级和差异容值的常用铝电解电容,其ESR*Co=50~80*0.00001.带入3式中获得:Co=336uF。实际中取470uF。

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