DCDC电容电感计算
DCDC参数计算公式
12
5
2
0.34
10
10
10
输入纹波峰峰 输出纹波峰峰 电感电流
值(mV)
值(mV) 纹波系数r
占空比
输入电容 输出电容 电感的 纹波电流 纹波电流 纹波电 有效值(A) 有效值(A) 流(A)
142.9738562 100.1658016 0.4289216 0.416667 0.9988864 0.247638 0.85784
电感参 数:
1,感值 2,直流阻抗 3,最大直流电流:在规定温升(40度)下流过的直流电流值 4,饱和电流:电感值下降10%时对应的直流电流值 5,公差:电感值精度范围,常见的为10%
通用降压DCDC参数计算
Q1
+
L
+
C
R
Vs
D1
-
参数表
输入电压 Vin(V)
输出电压 输出电流 工作频率 输入电容 输出电容 电感 Vout(V) Iout(A) Fs(MHz) Cin(uF) Cout(uF) L(uH)
1,根据应用条件,已知Vin,Vout,Iout和Fs等参数,计算得到占空比D的值 2,按照r=0.4来计算电感值L,并根据计算结果选择一个最合适的值L(预留电感公差10%) 3,根据选择的L反过来计算实际的r值
4,根据r值计算电感的峰值电流,选择电感时确保电感在峰值电流下工作不至于饱和 5,纹波电压,电流的计算,以确定合适的输入和输出电容值
通用升压DCDC参数计算
参数表
输入电压 输出电压 输出电流 工作频率 输入电容 输出电容 电感 电容的 Vin(V) Vout(V) Iout(A) Fs(MHz) Cin(uF) Cout(uF) L(uH) ES
DC-DC电感参数选择计算
DC-DC升压和降压电路电感参数选择注:只有充分理解电感在DC-DC电路中发挥的作用,才能更优的设计DC-DC电路。
本文还包括对同步DC-DC及异步DC-DC概念的解释。
DC-DC电路电感的选择简介在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。
本文专注于解释:电感上的DC电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中(Fairchild典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC输出电压。
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。
在状态1过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。
在状态2过程中,电感连接到GND。
由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。
如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。
对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。
相反,在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。
对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式:V=L(dI/dt)因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。
通过电感的电流如图2所示:通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。
上图也称为纹波电流。
根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流:其中,ton是状态1的时间,T是开关周期(开关频率的倒数),DC为状态1的占空比。
dcdc升压电感计算公式
dcdc升压电感计算公式以dcdc升压电感计算公式为标题的文章就是要介绍和解析dcdc升压电感的计算公式。
这个公式是用来计算dcdc升压电路中所需的电感值的,通过这个公式可以确定电感的大小,从而保证电路的正常工作。
在dcdc升压电路中,电感起到了关键的作用。
它可以将输入的直流电压转换为所需的输出电压,并且能够稳定输出电流。
因此,正确选择和计算电感的值对于电路的性能和稳定性非常重要。
dcdc升压电感的计算公式是基于一些基本的电路理论和公式推导出来的。
这个公式的推导过程比较复杂,涉及到电感、电压、电流等多个参数的关系。
简单来说,这个公式可以表示为:L = (Vout - Vin) * (Vin / Iout) / (f * (1 - D))其中,L表示所需的电感值,Vout表示输出电压,Vin表示输入电压,Iout表示输出电流,f表示开关频率,D表示占空比。
这个公式的含义是:所需的电感值与输出电压、输入电压、输出电流、开关频率和占空比之间存在一定的关系。
通过调整这些参数的数值,可以得到所需的电感值。
具体来说,当输出电压越高、输入电压越低、输出电流越大、开关频率越高、占空比越小时,所需的电感值就越大。
反之,如果这些参数的数值变化相反,那么所需的电感值就会减小。
在实际的电路设计中,选择合适的电感值是非常重要的。
如果电感值选取不当,可能会导致电路不稳定、损耗大、效率低等问题。
因此,需要根据具体的电路要求和参数来计算电感值。
在计算电感值时,需要注意的是,公式中的参数都需要以相应的单位进行计算。
比如,电压需要以伏特(V)为单位,电流需要以安培(A)为单位,频率需要以赫兹(Hz)为单位,占空比则是一个无单位的比例。
除了计算公式外,还需要考虑一些实际情况。
比如,电感的类型和质量也会对电路的性能产生影响。
在选择电感时,需要考虑其耐压、耐电流、损耗等指标,以确保电路的可靠性和稳定性。
dcdc升压电感的计算公式是一种重要的工具,用于确定电路中所需的电感值。
dcdc开关电源低压侧共模电感计算
dcdc开关电源低压侧共模电感计算下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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DCDC 电路中电感的选择
DC/DC 电路中电感的选择在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。
本文专注与解释:电感上的DC 电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC 滤波电路中的L(C 是其中的输出电容)。
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中(Fairchild 典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC 输出电压。
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。
在状态1 过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET 连接到输入电压。
在状态2 过程中,电感连接到GND。
由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET 接地。
如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态1 过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。
对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。
相反,在状态 2 过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。
对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式:V=L(dI/dt)因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。
通过电感的电流如图2 所示:通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC 电流加开关峰峰电流的一半。
上图也称为纹波电流。
根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流:其中,ton 是状态1 的时间,T 是开关周期(开关频率的倒数),DC 为状态1 的占空比。
警告:上面的计算是假设各元器件(MOSFET 上的导通压降,电感的导通压降或异步电路中肖特基二极管的正向压降)上的压降对比输入和输出电压是可以忽略的。
dcdc buck电路的计算
dcdc buck电路的计算(原创实用版)目录1.DC/DC Buck 电路概述2.DC/DC Buck 电路的计算方法3.DC/DC Buck 电路的性能分析4.总结正文一、DC/DC Buck 电路概述DC/DC Buck 电路,即直流/直流降压电路,是一种常见的电源电路,主要用于将高电压转换为较低电压以供电子设备使用。
DC/DC Buck 电路的优势在于其高效率、较小的体积以及较低的成本。
在实际应用中,该电路广泛应用于通信、计算机、工业控制等领域。
二、DC/DC Buck 电路的计算方法DC/DC Buck 电路的计算主要包括以下几个方面:1.选择合适的器件参数选择合适的晶体管、电感、电容和二极管等器件参数,是设计 DC/DC Buck 电路的关键。
需要根据所需的输出电压、电流以及输入电压等参数进行选择。
2.电感器的计算电感器的计算主要包括确定电感值、电流变化率等参数。
通常情况下,可以使用以下公式进行计算:L = (Vout * Iout) / (3 * Vdir * f)其中,Vout 为输出电压,Iout 为输出电流,Vdir 为输入电压,f 为开关频率。
3.电容器的计算电容器的计算主要包括确定电容值、输出电压等参数。
通常情况下,可以使用以下公式进行计算:Cout = (Vout * Iout) / (3 * Vdir * f)其中,Vout 为输出电压,Iout 为输出电流,Vdir 为输入电压,f 为开关频率。
4.开关频率的选择开关频率的选择需要考虑电路的效率、输出电压的纹波以及电磁干扰等因素。
通常情况下,开关频率的选择范围为几百 kHz 至几 MHz。
三、DC/DC Buck 电路的性能分析DC/DC Buck 电路的性能分析主要包括以下几个方面:1.转换效率转换效率是衡量DC/DC Buck 电路性能的重要指标,其计算公式为:η = (Vout * Iout) / (Vin * Iin)其中,Vout 为输出电压,Iout 为输出电流,Vin 为输入电压,Iin 为输入电流。
DCDC-BUCK中电感的选型思考
DCDC电路应该是硬件设计中最常见的电路,而Buck用得尤其多,下文介绍下电路中电感选型的几个思考。
BUCK电路选型的最重要的两个参数:电感值,电感电流。
电感电流一般有2个值:Isat是指饱和电流,一般指饱和电流(Saturation Current)电感值下降到30%(不同厂家定义有所不同,一般为10%-30%)的电流。
---dcdc电路中感电流瞬间值不能超过这个。
Irms是温升电流,也就是加电流后,电感产品自我温升温度不超过40度时的电流。
---dcc电路中电感电流有效值不能超过这个.电感值计算公式:Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin) ---同步BUCK,异步需要加入二极管的电压步骤:(1)确认输出电流Iout(2)确认电感值Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)一般来说△I(上图的Ipp)取20%-30%的Iout(最大输出电流),f为DCDC开关频率(3)根据Lmin选取L,一般略取大一点(4)通过上面的公式计算△I,ImaxImax=Iout+1/2 △I,饱和电流要大于Imax(5)确认电感的饱和电流要大于Imax温升电流要大于Iout确认输出电流以上公式网上颇多,如果只写到这里,那么本文也没什么价值。
主要是有一个问题,上述的Iout到底取多少呢?是DCDC芯片的最大输出电流能力,还是实际工作过程中真正使用的最大电流呢?笔者认为应是DCDC芯片的最大输出电流能力,比如2A的DCDC芯片,那么这里Iout取2A。
理由如下:假设实际要用到2A电流,与芯片能力是一样的,那么不管取芯片电流能力还是实际使用电流,按照公式算得电感值是相同的,用这个电感可以设计出输出2A的DCDC电路。
这时如果用这个电路接入500mA的负载,即实际输出电流是500mA,难道就不能用了,显然是可以的。
由公式知道,L与输出电流成反比,如果按照实际电流计算,在接小负载时,比如200mA,那么算得的L值是2A时的10倍,电感值大,体积就大,这是我们不希望的。
DCDC变换的电路计算
DCDC变换的电路计算DC-DC变换是一种电路转换技术,通过改变输入直流电压的值,可以得到所需的输出直流电压。
这种技术在电子设备中被广泛使用,特别是在便携式电子设备、电动汽车和太阳能发电系统等领域。
一、基本原理DC-DC变换电路一般由输入滤波电路、开关电路、控制电路和输出滤波电路等组成。
输入滤波电路是为了去除输入直流电压中的高频噪声,保证输入电源的稳定性。
它通常由电感、电容和电阻等元件组成。
开关电路是DC-DC变换电路的核心部分,它通过一个开关管来控制输入电压的开关,进而改变输出电压的值。
开关电路分为直流开关和交流开关两种。
直流开关常用的有开关二极管、场效应管和双极性晶体管等。
交流开关常用的有双极型晶体管和绝缘栅双极型晶体管等。
控制电路用来控制开关电路的开关时间,一般采用反馈控制的方式。
常用的控制方法有脉宽调制(PWM)控制、频率调制(FM)控制和电压调制(VM)控制等。
输出滤波电路是为了去除输出电压中的高频噪声,使输出电压更加平稳。
它通常由电感和电容等元件组成。
二、DC-DC变换器的分类根据输出电压和输入电压的关系,DC-DC变换器可以分为降压变换器、直流稳压变换器和升压变换器三种。
降压变换器是将输入电压降低到所需的输出电压。
常用的降压变换器有降压开关电路和降压线性电路等。
直流稳压变换器是将输入电压保持在一个稳定的值。
常用的直流稳压变换器有稳压二端子元件、稳压三端子元件和稳压集成电路等。
升压变换器是将输入电压升高到所需的输出电压。
常用的升压变换器有升压开关电路、升压变压器和升压线性电路等。
三、DC-DC变换器的计算1.降压变换器的计算降压变换器的关键参数包括输入电压Vin、输出电压Vout、输出电流Iout、开关管的最大电流Isw和开关频率f等。
输出电流Iout的计算公式为:Iout = Vout / R其中R为输出电路的负载电阻。
开关管的最大电流Isw的计算公式为:Isw = D * Iout / (1 - D)其中D为开关管的工作占空比,表示开关管的开启时间与一个周期时间的比值。
DCDC功率电感选型
D C D C功率电感选型
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
DCDC功率电感(Inductor)选型
1、功率电感分类
2、电感主要参数
3 、DCDC感量计算
电感过小——输出纹波大
电感过大——动态响应不好,
电感太大,太小可能会改变DCDC的工作模式
电感饱和后,电流会急剧增加,使电感温度升高,同时会影响其它元件的寿命
步骤:
(1)确认输出电流
(2)确认电感值
Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)
一般来说△I取20%-30%的Iout ,f为DCDC开关频率
(3)根据Lmin选取L,一般略取大一点
(4)通过上面的公式计算△I,Imax
Imax=Iout+1/2 △I
(5)确认电感的饱和电流要大于Imax
温升电流要大于Iout
(6)实测
因为电感的交流参数都是在100K正弦波下所测的,实际应用中会有区别,所以最后需要通过实测来确认电感是否适合。
实例:
例子:SY8120 12V转 2A输出开关频率 500K
Lmin=()*(2**500K*12)=
综合考虑后,选取
△I=(23%)
Imax=2+2=
SWPA6045S 4R7MT/顺络
饱和电流
温升电流
经验:建议最大电流+△I要求小于电感饱和电流的80%
所以可选取使用
(7)下表1为△I的理论计算值
4 、感值标注、常见封装
5、某电感型号表。
dcdc升压电路计算
dcdc升压电路计算DC-DC升压电路是一种常见的电路设计,用于将低电压升高到所需的高电压水平。
本文将介绍DC-DC升压电路的原理、应用和计算方法。
一、原理DC-DC升压电路基于电感和开关元件的工作原理。
其主要组成部分包括输入电源、开关元件(如MOSFET)、电感、输出电容和负载。
当开关元件导通时,电感储存能量;当开关元件断开时,电感释放能量,将电压升高。
通过控制开关元件的导通和断开时间,可以实现输出电压的调节。
二、应用DC-DC升压电路广泛应用于各种领域,例如电子设备、通信系统、太阳能电池板等。
在电子设备中,由于电路板空间有限,常常需要将低电压升高以满足特定的电路要求。
在通信系统中,DC-DC升压电路可以提供稳定的高电压,以保证信号传输的质量。
在太阳能电池板中,DC-DC升压电路可以将低电压的太阳能转换为高电压,以便储存或供电。
三、计算方法计算DC-DC升压电路的关键参数包括输入电压、输出电压、电感值、开关频率等。
以下是一个简单的计算示例:1. 输入电压(Vin):假设输入电压为12V。
2. 输出电压(Vout):假设输出电压为24V。
3. 电感值(L):假设电感值为10μH。
4. 开关频率(f):假设开关频率为100kHz。
根据以上参数,可以使用以下公式计算其他参数:1. 导通时间(Ton):Ton = (Vout/Vin) * (1/f) = (24/12) * (1/100,000) = 2μs。
2. 断开时间(Toff):Toff = (1 - (Vout/Vin)) * (1/f) = (1 - (24/12)) * (1/100,000) = 8μs。
3. 输出电流(Iout):Io ut = (Vin * Ton) / L = (12 * 2μs) / 10μH = 2.4A。
通过以上计算,可以得到DC-DC升压电路的关键参数。
需要注意的是,实际设计中还需要考虑元件的功率损耗、效率等因素,以确保电路的稳定性和可靠性。
DCDC电容电感计算
DCDC电容电感计算电容(C)和电感(L)是电路中常见的两种元件,它们分别用来存储电荷和磁能。
在直流电路中,电容和电感的计算可以帮助我们设计电路和解决电路中的问题。
下面将详细介绍如何计算电容和电感。
1.电容(C)的计算方法:电容是用来存储电荷的元件,其计算公式为C=Q/V,其中C表示电容,Q表示存储的电荷量,V表示电容器的电压。
电容常用单位为法拉(F)。
电容的大小决定了电容器存储电荷的能力。
2.电感(L)的计算方法:电感是用来储存磁能的元件,其计算公式为L=Φ/I,其中L表示电感,Φ表示通过电感的磁通量,I表示电流的改变率。
电感常用的单位是亨利(H)。
电感的大小决定了电感器储存磁能的能力。
3.电容的计算实例:假设我们要计算一个电容器的电容大小,该电容器存储的电荷量为10微库仑(C),电容器的电压为5伏(V)。
根据电容的计算公式C=Q/V,带入数值可以得到C=10微库仑/5伏=2微法拉。
4.电感的计算实例:假设我们要计算一个电感器的电感大小,该电感器通过的磁通量为0.1亨利(H),电流的改变率为2安培/秒(A/s)。
根据电感的计算公式L=Φ/I,带入数值可以得到L=0.1亨利/2安培/秒=0.05亨利。
需要注意的是,实际的电容和电感元件可能与理论计算存在一定的差异。
这是因为电容和电感元件的实际参数与理论模型有所不同。
在实际的电容和电感设计中,需要考虑许多因素,例如材料特性、电路布局、环境温度等。
此外,电容和电感的计算也与电路的特性有关。
例如,在交流电路中,电容和电感的计算需要考虑频率的影响。
在高频电路中,电容的等效参数会发生变化,需要采用复杂的计算方法。
而在直流电路中,电容和电感一般是稳定的,可以使用简化的计算方法。
总结:电容和电感是电路中常见的两种元件,它们分别用来存储电荷和磁能。
电容的计算公式为C=Q/V,电感的计算公式为L=Φ/I。
在实际的电容和电感设计中,需要考虑许多因素,如材料特性、电路布局、环境温度等。
dcdc的参数及使用注意事项(电感储能型)
一、常用指标。
1,开关频率。
开关频率F=1/T=1/(T ON + T OFF).开关频率低,由于开和关的时间都比较长,因此为了输出不间断的需要,需要把电感值加大点,这样可以让电感可以存储更多的磁场能量。
同时,由于每次开关比较长,能量的补充更新没有如频率高时的那样及时,从而电流也就会相对的小些。
更高频率DCDC有很多优势。
目前开关频率已达到数百KHz甚至上千KHz,开关频率的提高,会使脉冲变压器、滤波电感、电容的体积、重量都大大减小。
频率越高,所需要的电感的感值就越小,电感线圈的圈数越少,直流阻抗越低。
频率越高,所需要的电容的容值就越小,电容的体积越小。
开关频率提高,也会使瞬时响应更快。
高频率也会带来一些缺点。
主要缺点就是效率会降低,热耗散也会增加。
开关频率的倍频会对射频系统造成干扰。
2,纹波系数和噪声。
DCDC开关电源工作在高频开关状态,会产生传导干扰和辐射干扰。
如无特别要求,一般纹波电流控制在不超过平均电感电流的两成。
Buck降压型DCDC的纹波系数为:可知,要想降低纹波电压ΔV O,除与输出电压有关外,增大储能电感L和滤波电容C可以起到显著效果,提高半导体开关电源器件的工作频率也能收到同样的效果。
Boost升压型DCDC的纹波系数为:可知,要想降低纹波电压ΔV O,除与输出电压有关外,增大滤波电容C可以起到显著效果,提高半导体开关器件的工作频率也能收到同样的效果。
Buck-Boost升降压型DCDC的纹波系数为:电感储能型DC/DC是电源噪声和开关辐射噪声(EMI)的来源。
宽带 PFM 电感式 DC/DC 变换器会在宽频带内产生噪声。
可采取提高电感式DC/DC变换器的工作频率,使其产生的噪声落在系统的频带之外。
电荷泵不使用电感,因此其 EMI影响可以忽略。
泵输入噪声可以通过一个小电容消除。
3,输入电压。
电感式DC/DC 变换器的最小输入电压可以做的较小,比如电池供电专用电感式DC/DC 变换器可在低至1V甚至更低的电压下启动工作,因此非常适合用于单节电池供电的电子设备。
DCDC电容电感计算
BOOST电路的电感、电容计算升压电路的电感、电容计算已知参数: 输入电压:12V --- Vi输出电压:18V ---Vo输出电流:1A --- Io输出纹波:36mV --- Vpp工作频率:100KHz --- f其他参数:电感:L 占空比:D初始电流:I1 峰值电流:I2 线圈电流:Irms输出电容:C 电流的变化:deltaI 整流管压降:Vd*****************************************************1:占空比稳定工作时,每个开关周期导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少,即Vi*D/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-D)/(f*L),整理后有D=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,D=0.5722:电感量先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量,其值为Vi*(1-D)/(f*2*Io),参数带入,Lx=38.5uH,deltaI=Vi*D/(L*f),参数带入,deltaI=1.1A当电感的电感量小于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加变化较明显,当电感的电感量大于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加几乎不再变小,由于增加电感量可以减小磁滞损耗,另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH,deltaI=Vi*D/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A,I1=Io/(1-D)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-D)+(1/2)*deltaI,参数带入,I1=1.2A,I2=1.92A3:输出电容:此例中输出电容选择位陶瓷电容,故ESR可以忽略C=Io*D/(f*Vpp),参数带入,C=99.5uF,3个33uF/25V陶瓷电容并联4:磁环及线径:查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2),参数带入,irms=1.6A按此电流有效值及工作频率选择线径。
dcdc热计算
dcdc热计算DC/DC热计算是指在直流电源中,对DC/DC变换器的热特性进行计算和分析,以确保变换器在工作过程中能够正常工作并避免过热导致故障。
热计算是设计和优化变换器的重要环节,可以帮助工程师选取合适的散热方案、确定合适的元器件等。
一、热计算的基本原理DC/DC热计算主要是通过计算各个元器件的功率损耗来得到整个变换器的热功率,然后再根据散热系统的特性来计算温度分布。
常见的元器件包括开关管、二极管、电感、电容等。
在计算功率损耗时,需要考虑元器件的导通和关断功耗,以及开关过程中的损耗。
二、热计算的步骤1.确定输入和输出电压:根据设计需求,确定变换器的输入和输出电压,以确定变换器的电流大小。
2.计算输入功率:根据输入电压和电流大小,计算出输入电路的功率。
3.计算输出功率:根据输出电压和电流大小,计算出输出电路的功率。
4.计算开关管功耗:开关管的功耗主要来自于导通和关断过程中的损耗。
通过计算开关管导通时间和关断时间,结合开关管的电流和电压,可以计算出开关管的功耗。
5.计算二极管功耗:二极管的功耗主要来自于导通过程中的正向电压降和反向电流。
通过计算二极管导通时间和二极管的电流和电压,可以计算出二极管的功耗。
6.计算电感功耗:电感的功耗主要来自于电流的涨落引起的损耗。
通过计算电感的电流大小,以及电感的电阻和电感系数,可以计算出电感的功耗。
7.计算电容功耗:电容的功耗主要来自于电流的涨落引起的损耗。
通过计算电容的电流大小,以及电容的电阻和电容系数,可以计算出电容的功耗。
8.计算散热器的热阻:根据散热器的材料和结构,可以计算出散热器的热阻。
同时需要根据散热器的面积和空气流速等因素,确定散热器的热导率。
9.计算变换器的温度分布:根据计算得到的功率损耗,结合散热器的热阻和热导率,可以计算出变换器的温度分布。
通过温度分布的计算,可以判断是否需要增加散热器、增加风扇、改进散热系统等。
三、热计算的应用DC/DC热计算广泛应用在工业控制、电源设计、电动机控制和通信等领域。
DCDC 电路中电感的选择
DCDC 电路中电感的选择DC/DC 电路中电感的选择在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。
本文专注与解释:电感上的DC 电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC 滤波电路中的L (C 是其中的输出电容)。
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中(Fairchild 典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC 输出电压。
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND 。
在状态1 过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET 连接到输入电压。
在状态2 过程中,电感连接到GND 。
由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET 接地。
如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus )”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态1 过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。
对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。
相反,在状态2 过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。
对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式:V=L(dI/dt)因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。
通过电感的电流如图2 所示:通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC 电流加开关峰峰电流的一半。
上图也称为纹波电流。
根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流:其中,ton 是状态1 的时间,T 是开关周期(开关频率的倒数),DC 为状态1 的占空比。
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已知参数: 输入电压:12V --- Vi
输出电压:18V ---Vo
输出电流:1A --- Io
输出纹波:36mV --- Vpp
工作频率:100KHz --- f
其他参数:
电感:L 占空比:D
初始电流:I1 峰值电流:I2 线圈电流:Irms
输出电容:C 电流的变化:deltaI 整流管压降:Vd
*****************************************************
1:占空比
稳定工作时,每个开关周期导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少,即Vi*D/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-D)/(f*L),整理后有
D=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,D=0.572
2:电感量
先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量,其值为Vi*(1-D)/(f*2*Io),参数带入,Lx=38.5uH,
deltaI=Vi*D/(L*f),参数带入,deltaI=1.1A
当电感的电感量小于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加变化较明显,
当电感的电感量大于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加几乎不再变小,由于增加电感量可以减小磁滞损耗,另外考虑输入波动等其他方面
影响取L=60uH,
deltaI=Vi*D/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A,
I1=Io/(1-D)-(1/2)*deltaI,
I2= Io/(1-D)+(1/2)*deltaI,
参数带入,I1=1.2A,I2=1.92A
3:输出电容:
此例中输出电容选择位陶瓷电容,故ESR可以忽略
C=Io*D/(f*Vpp),参数带入,
C=99.5uF,3个33uF/25V陶瓷电容并联
4:磁环及线径:
查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2),参数带入,irms=1.6A
按此电流有效值及工作频率选择线径。