Buck电路电感电容参数选择
Buck电路选择输出电感
Buck电路选择输出电感第一部分:先说说什么是电感电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。
电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。
电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。
如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。
电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。
简单的说:通直流,阻碍交流。
第二部分 实际电感特性电感是开关电源中常用的元件,由于它的电流、电压相位不同,所以理论上损耗为零。
电感常为储能元件,也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上, 用来平滑电流。
电感也被称为扼流圈,特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。
换句话说,由于磁通连续特性,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的电压尖峰。
电感为磁性元件,自然有磁饱和的问题。
有的应用允许电感饱和,有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和, 也有的应用不允许电感出现饱和,这要求在具体线路中进行区分。
大多数情况下,电感工作在“线性区”,此时电感值为一常数,不随着端电压与电流而变化。
但是,开关电源存在一个不可忽视的问题,即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数),一个是不可避免的绕线电阻,另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。
杂散电容在低频时影响不大,但随频率的提高而渐显出来,当频率高到某个值以上时,电感也许变成电容特性了。
如果将杂散电容“集中”为一个电容, 则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。
电感的主要特性参数1、电感量L电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。
除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。
单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
2、感抗XL电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。
它与电感量L 和交流电频率f的关系为XL=2πfL3、品质因素Q品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。
buck电路电感纹波的比例系数
buck电路电感纹波的比例系数在电子电路设计中,buck电路是一种常见的降压稳压电路,它主要包括电感、开关管、二极管以及输出滤波电容等元件。
在实际应用中,我们往往需要考虑电感的纹波电流,而电感纹波的比例系数则是评估电路稳定性的重要指标。
电感纹波的比例系数是指电感输出端的纹波电流与输入电流之比。
它反映了电感对电路稳压性能的影响程度,也可以用来评估电路的功率转换效率。
在buck电路中,电流流经电感时会产生磁场,当开关管关闭时,电感储存的磁能会向输出端释放,从而供给负载。
然而,在瞬态过程中,电感纹波电流会引起输出电压的波动,从而影响稳压性能。
因此,我们需要通过计算电感纹波的比例系数来评估电路的稳定性。
为了计算电感纹波的比例系数,我们需要先确定电感纹波电流和输入电流的表达式。
假设输入电流为Iin,输出电流为Iout,电感两端的电压降为ΔVL。
根据基本电路理论,我们可以得到以下关系:ΔVL=(1-D)×Vout其中,D为占空比,等于开关周期内开关管导通时间与周期的比值。
而电感纹波电流可表示为:ΔIout=(1-D)×Vin/L×Δt其中,Vin为输入电压,L为电感的电感值,Δt为电感纹波电流的时间间隔。
据此,我们可以得到电感纹波的比例系数为:ΔIout/Iin=(1-D)×Vin/L×Δt/Iin通过对以上表达式的计算,我们可以获得电感纹波的比例系数。
一般来说,我们希望电感纹波电流尽可能小,这样电路的稳定性和功率转换效率会更高。
因此,我们可以调整电感的选取和占空比的控制,来降低电感纹波的比例系数,以提高电路的性能。
总结起来,buck电路中电感纹波的比例系数是评估电路稳压性能和功率转换效率的重要指标。
在电路设计中,我们应该注意优化选取电感和控制占空比,以降低电感纹波的比例系数,从而实现电路的稳定工作。
同时,我们也要注意综合考虑其他因素,如成本、尺寸等因素,以满足实际应用需求。
buck电路参数
标签:BUCK
电源设计之BUCK电路-2
偶是电源方面的菜鸟,继续考虑与分析,希望能够把这部分知识给牢固掌握,并涉及最主要的点,难免有不好错误和遗漏的地方,请各位电源高手不惜指教。
首先把设计需要的信息输入到我们定义参数中,如下图所示:
初步确认占空比和电感电流范围:
这里需要交代的是,我们在设计BUCK电路过程中,在需要确保负载电流范围需要保证负载不进入断续模式,按照示意图所示中,当进入断续模式时,会产生Ring的情况。
继续扩展,连续与断续的分界线为:
采用电路的特征参量去分析,确实简洁,但是并没有体现出输入电压与输出电流之间的关系
特征产量的三个参量为
1.PWM周期
2.电路的主电感量
3.电路输出负载
以上反应的关系实质上是指输出电流与占空比的关系,而输出电压一般是确定的,因此等同于输入电压与输出电流之间的关系,以上的式子并没有清晰的反应
出来,以下的推导可直观的表示出来:
可发现,如果电感选择过小,则会导致在设计电流范围内,电路进入了断续模式,而且在正常的电流变化过程中,电路在两种模式中不断变化,存在临界点,这是
不能接受的,通过选择电感后,可得到以下图形:
因此我们在选择电感和电容的初步选择,需要满足以下的关系:
电容的计算式子:
电容与电感量是有关系的,因此先选择电感量是关键。
电感和电容都是按照标准值选取的,偶找到TDK和适当的电容后贴上:
电感和电容值都要参考标准值来选取,通过以上的选取后,需要对目前的电路参
数进行验证。
buck电路参数
标签:BUCK电源设计之BUCK电路-2偶是电源方面的菜鸟,继续考虑与分析,希望能够把这部分知识给牢固掌握,并涉及最主要的点,难免有不好错误和遗漏的地方,请各位电源高手不惜指教。
首先把设计需要的信息输入到我们定义参数中,如下图所示:初步确认占空比和电感电流范围:这里需要交代的是,我们在设计BUCK电路过程中,在需要确保负载电流范围需要保证负载不进入断续模式,按照示意图所示中,当进入断续模式时,会产生Ring的情况。
继续扩展,连续与断续的分界线为:采用电路的特征参量去分析,确实简洁,但是并没有体现出输入电压与输出电流之间的关系特征产量的三个参量为1.PWM周期2.电路的主电感量3.电路输出负载以上反应的关系实质上是指输出电流与占空比的关系,而输出电压一般是确定的,因此等同于输入电压与输出电流之间的关系,以上的式子并没有清晰的反应出来,以下的推导可直观的表示出来:可发现,如果电感选择过小,则会导致在设计电流范围内,电路进入了断续模式,而且在正常的电流变化过程中,电路在两种模式中不断变化,存在临界点,这是不能接受的,通过选择电感后,可得到以下图形:因此我们在选择电感和电容的初步选择,需要满足以下的关系:电容的计算式子:电容与电感量是有关系的,因此先选择电感量是关键。
电感和电容都是按照标准值选取的,偶找到TDK和适当的电容后贴上:电感和电容值都要参考标准值来选取,通过以上的选取后,需要对目前的电路参数进行验证。
电感的确定负载电流3A,峰值电流为Ipeak为有效电流Irms的2-3倍,电感可以这样估算,L=(Vin-Vdsat-V out)*Ton/Ipeak;Vdsat为PMOSFET的导通压降,Ton为导通时间,可见电感愈小,峰值电流愈大,同时还要考虑电感磁芯饱(Core Saturation)电容的取值和你要求的纹波有关Vripple.BUCK/BOOST电路原理分析发布: 2011-6-17 | 作者: —— | 来源: 华强电子网用户| 查看: 344次| 用户关注:Buck变换器:也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。
BUCK电路电感选择和计算
BUCK电路电感选择和计算电感参数当导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与产生此磁通的电流成正比。
当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。
根据法拉弟电磁感应定律来分析,电感则是电流通过线圈产生的磁通量储存在铁心中存储能量(Φ=LI),当通过线圈的电流愈大时磁通量也相对愈大,即代表储存的能量越大。
如图1 中,开关导通时间段,电感L内的电流逐渐增加,当导通结束后,进入截止时间段,这时候由于L内的电流达到最大值,电感中的电流不能突变,所以,继续有电流流过,当截止时间结束后,电感中的电流达到最小值,重新开始新的周期。
电感就是通过这种在周期中的导通时间,将能量储存在磁场内,并在断开时将所储存的能量提供给负载来工作。
图1.电感在DC-DC Buck 电路中的应用,工作在连续电流模式下。
电感两端的电压可以突变但电流不会突变。
由于电感中变化磁场会对周边产生电磁辐射,对周边敏感组件产生干扰,因此屏蔽是首先需要考虑的,屏蔽的电感最主要就对外辐射少,但是尺寸比较大,价格也贵。
非屏蔽的电感则可以做的很小,电流也可以做的很大,价格也便宜。
如果设计中问题辐射是关键因素,屏蔽电感还是首选。
当电流流过时,电感的温度会上升,交流纹波(AC ripple)会导致磁芯损耗,而直流电流会导致感应系数下降。
稳态状况下直流电流Irms 引起电感温度上升20-40 摄氏度,这也是电感功耗的主要参考。
另外,也有将Irms 归类成输出电流或开关模块的平均电流。
功耗有两部分组成,已是由Irms 部分计算的直流损耗P=I2R和AC纹波电流引起的磁芯损耗。
电感选择示例buck 转换电路为例说明滤波电感的设计方法。
这是常用的降压调节电路,以提供稳定和高效的输出电压。
在变换电路中,设有LC 滤波电路,滤波电感中的电流含有一个直流成分和一个周期性变化的脉动成分。
buck变换器的滤波电容电感怎么选取及用法
buck变换器的滤波电容电感怎么选取及用法
Buck变换器电感的选择选择Buck变换器电感的主要依据是变换器输出电流的大小。
假设Buck变换器的最大额定输出电流为maxoI,最小额定输出电流为minoI。
当Buck变换器的输出电流等于maxoI时,仍然要保证电感工作在非饱和状态,这样电感值才能维持恒定不变。
电感值1L的恒定确保了电感上的电流线性上升和下降。
其次,最小额定输出电流minoI和电感值1L决定了Buck变换器的工作状态是否会进入DCM模式。
我们知道,当Buck变化器工作在CCM模式时有
且当输出电压OV,输入电压dcV和变换器的工作周期T不变时,导通时间Ton保持不变。
由CCM模式和DCM模式的临界条件可知,CCM模式的最小输出电流为
联立三式得Buck变换器CCM模式和DCM模式的临界电感值为
Buck变换器输出电容的选择和纹波电压的大小密切相关。
我们知道,实际的电容C1可以等效为如图所示的电路结构。
其中电阻R0为等效串连电阻(EquivalentSeriesResistance,ESR),电感L0为等效串连电感(EquivalentSeriesInductance,ESL)[标签:内容]。
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。
buck电路选型计算
buck电路选型计算Buck电路选型计算一、引言Buck电路是一种常见的降压电路,通过控制开关管的导通时间来调节输出电压。
在电源设计中,正确的Buck电路选型计算至关重要。
本文将介绍Buck电路的基本原理,并详细讨论Buck电路选型计算的关键要点。
二、Buck电路原理Buck电路由输入电压源、开关管、电感、电容和负载组成。
当开关管导通时,电感储存能量,当开关管关断时,储存的能量通过二极管和负载输出。
通过调整开关管的导通时间,可以实现对输出电压的调节。
三、Buck电路选型计算要点1. 输入电压范围:首先需要确定输入电压的范围。
根据实际应用需求选择合适的输入电压范围,以确保Buck电路能够正常工作。
2. 输出电压要求:根据实际应用需求确定输出电压的要求。
输出电压应满足负载的工作需求,并考虑到电路的稳定性和效率。
3. 输出电流要求:根据负载的工作特性确定输出电流的要求。
输出电流应满足负载的工作需求,并考虑到电路的稳定性和效率。
4. 开关频率选择:开关频率是指开关管的导通和关断频率。
选择适当的开关频率可以平衡功率损耗和成本。
常见的开关频率有几十kHz到几百kHz。
5. 开关管和二极管选择:根据输入电压范围、输出电压要求和输出电流要求选择合适的开关管和二极管。
开关管应具有足够的导通电流和耐压能力,二极管应具有足够的反向耐压和导通能力。
6. 电感和电容选择:根据开关频率和输出电流要求选择合适的电感和电容。
电感的选择应满足电流涟漪和效率要求,电容的选择应满足输出电压涟漪和稳定性要求。
7. 控制方式选择:Buck电路的控制方式有连续导通模式和脉冲宽度调制(PWM)模式。
连续导通模式适用于小功率和低开关频率的应用,PWM模式适用于大功率和高开关频率的应用。
8. 保护功能选择:根据实际应用需求选择合适的保护功能。
常见的保护功能包括过压保护、过流保护和过温保护等。
四、实例分析以一个输入电压范围为12-24V,输出电压为5V,输出电流为2A 的Buck电路为例进行选型计算。
buck电路输出电容的选取
buck电路输出电容的选取Buck电路输出电容的选取Buck电路是一种常见的降压型DC-DC变换器,其主要功能是将输入电压转换为较低的输出电压。
在设计Buck电路时,输出电容的选取是非常重要的一步,它直接影响到电路的性能和稳定性。
本文将就Buck电路输出电容的选取进行详细的介绍和分析。
我们需要了解Buck电路的工作原理。
Buck电路由开关管、二极管、电感和输出电容组成。
当开关管导通时,电感储存电能,当开关管关断时,电感释放能量,通过二极管和输出电容提供给负载。
输出电容在Buck电路中起到了滤波和储能的作用,它可以平滑输出电压并提供瞬态响应。
在选取输出电容时,需要考虑以下几个关键因素:1.输出电压纹波:输出电容的主要作用之一是减小输出电压的纹波。
纹波越小,电路输出的稳定性越好。
一般来说,输出电容越大,纹波越小。
但过大的输出电容可能会导致电路体积增大或成本上升,因此需要在稳定性和成本之间进行权衡。
2.瞬态响应:Buck电路的瞬态响应是指在负载变化时,输出电压的恢复时间。
输出电容越大,瞬态响应越好。
较大的输出电容可以提供更多的储能,使得在负载变化时能够更快地恢复输出电压稳定。
3.ESR值:输出电容的ESR(等效串联电阻)值也是选取时需要考虑的因素之一。
ESR值越小,输出电容的滤波效果越好。
较小的ESR值可以有效地减小输出电压的纹波。
4.电容器类型:常见的输出电容器类型有铝电解电容、钽电容和固态电容等。
铝电解电容具有容量大、成本低的特点,适用于大容量输出电容的选取;钽电容具有体积小、ESR值低的特点,适用于对体积和纹波要求较高的应用;固态电容具有体积小、ESR值低、寿命长的特点,适用于高性能的应用。
综合考虑以上因素,选取合适的输出电容需要进行实际的计算和测试。
一般来说,可以通过以下步骤进行选取:1.计算输出电容的容值:根据输出电压纹波和负载变化范围,计算所需的输出电容容值。
常用的计算方法是根据输出电压纹波的最大允许值和负载变化范围来确定。
buck电路电感纹波的比例系数
buck电路电感纹波的比例系数Buck电路是一种常见的降压型直流-直流转换器,广泛应用于电子设备电源、电池充电器等领域。
在Buck电路中,电感、电容和二极管等元件的选取与设计对于电路性能至关重要。
本文将重点介绍Buck电路中电感纹波比例系数的计算、影响因素及其应用。
一、Buck电路简介Buck电路主要由开关管、电感、电容和二极管等元件组成。
开关管在脉冲宽度调制(PWM)控制下,实现输入电压与输出电压之间的能量传递。
电感和电容分别用于滤波和平滑输出电压。
在Buck电路中,电感的作用尤为重要,不仅影响输出电压的纹波,还关系到电路的稳定性和效率。
二、电感纹波比例系数的计算电感纹波比例系数是衡量Buck电路输出电压纹波大小的一个重要参数,其数值表示为:K = (Vin × ton) / (2 × Vout × toff)其中,Vin为输入电压,ton为开关管导通时间,Vout为输出电压,toff 为开关管关断时间。
三、影响电感纹波比例系数的因素1.电感值:电感值越大,纹波比例系数越小,输出电压纹波越小。
但在实际应用中,电感值过大会导致电路体积和重量增加,成本上升。
2.开关频率:开关频率越高,电感的充放电速度越快,纹波比例系数越小。
但开关频率过高会导致开关损耗增大,电路噪声增加。
3.电容值:电容值越大,输出电压纹波越小,但电容体积和成本也会相应增加。
4.负载电流:负载电流越大,电感的电流变化率越大,纹波比例系数越大。
四、电感纹波比例系数在Buck电路中的应用1.设计阶段:在设计Buck电路时,根据所需输出电压、电流和负载特性,选取合适的电感、电容值,计算电感纹波比例系数,以确保输出电压的纹波满足设计要求。
2.性能优化:在实际应用中,可通过调整开关频率、电感电容参数等方法,优化电路性能,降低输出电压纹波。
3.故障诊断:当Buck电路出现故障时,可通过检测电感纹波比例系数的变化,判断故障原因和损坏元件。
buck 负载电流 电感电流
buck 负载电流电感电流摘要:一、引言二、buck电路的工作原理三、负载电流与电感电流的关系四、buck电路中电感电流的影响因素五、如何选择合适的电感值六、总结正文:一、引言Buck电路是一种广泛应用于电子设备中的电压调整电路,能够有效地将输入电压转换为稳定的输出电压。
在Buck电路中,负载电流和电感电流是两个关键参数,它们之间的关系对于电路的性能起着至关重要的作用。
本文将详细介绍这两个参数以及它们在Buck电路中的作用。
二、buck电路的工作原理Buck电路的工作原理主要是通过开关器件的开通和关断来调整电感上的电流,从而实现输出电压的调整。
在开关器件开通时,电感上的电流达到最大值,此时电感两端的电压为输入电压;而在开关器件关断时,电感上的电流降为零,电感两端的电压则为输出电压。
三、负载电流与电感电流的关系在Buck电路中,负载电流和电感电流之间存在密切的关系。
负载电流指的是电路的实际输出电流,而电感电流则是流经电感的电流。
根据电感的特性,电感电流与负载电流之间存在相位差,负载电流总是滞后于电感电流。
因此,通过调整电感电流,可以实现对负载电流的控制,从而达到稳定输出电压的目的。
四、buck电路中电感电流的影响因素电感电流的大小取决于电路中的多种因素,包括输入电压、输出电压、开关频率、电感值和负载电流等。
其中,电感值的选择对电感电流的大小影响最为明显。
选择合适的电感值可以使得电感电流在满足输出电压要求的同时,减小电路中的损耗,提高整体效率。
五、如何选择合适的电感值选择合适的电感值需要综合考虑电路的性能指标,包括输出电压、负载电流、开关频率等。
一般来说,电感值越小,电感电流越大,损耗越小,但同时也会降低电路的输出电压稳定性。
因此,在选择电感值时,需要根据具体电路的要求,权衡各个性能指标,找到最佳的电感值。
六、总结本文详细介绍了Buck电路中的负载电流和电感电流之间的关系,以及影响电感电流的因素。
选择合适的电感值对于实现稳定输出电压和提高电路效率具有重要意义。
buck电路电容
buck电路电容Buck电路又被称为降压转换器,是一种常见的电源转换器。
在设计和制造它的过程中,电容的选择和应用尤为重要。
本文将围绕“buck电路电容”展开,详细阐述应注意的各个步骤。
第一步:计算最小电容值在进行buck电路电容设计之前,需要先计算电路所需的最小电容值。
这个值取决于输出电压的变化速度以及负载电流的变化速度。
具体计算公式如下:Cmin = (Vout × D × (1 - D)) / (ΔV × fs)其中,Cmin表示最小电容值,Vout表示输出电压,D表示开关占空比,ΔV表示输出电压变化量,fs表示开关频率。
第二步:选择满足要求的电容器选购电容器时需要注意以下几点:1.容值要大于或等于计算出的最小电容值。
2.端电压要高于buck电路的倍压电压(一般为输入电压的2倍)。
3.电容器的ESR(等效串联电阻)要较小,可以减小响应时间,提高稳定性。
4.电容器的尺寸要合适,不能过大过重。
第三步:安置电容器电容器的安置位置对于buck电路来说也很重要。
一般而言,电容器应该安置在输出端和地之间,这可以减小高频噪声和电磁干扰的影响。
此外,为了提高稳定性,还可以在电容器的两端加上贴片电感。
第四步:考虑温度变化在高温环境下,电容器的电容值会随之降低。
这可能会导致buck 电路输出波动或失效。
因此,设计师需要根据实际需要,选择在高温环境下能够稳定运行的电容器。
在本文中,我们详细介绍了设计buck电路所需注意的每一个步骤。
正确选择和应用电容器对于提高转换器的效率和稳定性至关重要。
希望读者在设计和制造buck电路时,能够遵循本文所述的要点,顺利地完成电路的设计和组装工作。
buck降压电路原件参数
buck降压电路原件参数
一个简单的buck 降压电路包括一个开关元件(如二极管或晶体管)、一个电感、一个输出电容和一个输入电压源。
其关键参数包括:
1. 输入电压(Vin):这是需要被降压的电压。
其大小决定了电路中的其他元件的选型。
2. 输出电压(Vout):这是电路输出的电压,也是最终需要的电压。
3. 开关频率(f):这是开关元件关闭和打开的频率,通常在几十kHz到数百kHz 之间。
它直接影响电路的效率和稳定性。
4. 电感值(L):电感是电路中的储能元件。
其大小通常选取数十uH到数百uH,具体取决于输出电流和开关频率。
5. 输出电容值(C):输出电容需要足够大以减小输出的纹波和噪声,通常选取在几百uF到数毫法的范围内。
6. 开关元件参数:开关元件可以是二极管或晶体管。
其阻值、耐压和最大电流需要满足电路的要求。
7. 效率(η):电路的效率指输出功率与输入功率的比值,高效率的电路不仅可
以节约能源,同时还能减少电路中热损耗。
buck电路中电感线圈选型
在BUCK电路中,电感线圈的选型是至关重要的。
首先,我们需要了解电感的基本参数以及BUCK电路的基本原理。
电感值和电感电流是BUCK电路选型的两个最重要参数。
电感电流主要有Isat和Irms两个值。
Isat即饱和电流,是指电感值下降到30%(不同厂家定义有所不同,一般为10%-30%)时的电流。
而Irms则是温升电流,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。
这两个参数都对电感的选择有着重要影响。
然后,根据具体的设计要求,例如输入电压、输出电压、输出电流、开关频率等,我们可以计算出需要的电感值。
此外,除了电感值和电感电流外,还需要参考电感的其他参数,如DCR(直流电阻)、自谐振频率以及额定电流等。
这些参数都会影响电感的性能和电路的整体效率。
因此,在选择电感时,需要综合考虑这些因素,以确保电路的稳定和效率。
BUCK电路电感选择和计算
BUCK电路电感选择和计算电感器是一种常用的电子元件,常用于滤波、限流、磁偶合等电路应用中。
在设计和选择电感器时,需要考虑电感器的参数和计算。
本文将从电感器的原理、电感器的类型、电感器参数选择和电感器的计算等方面进行详细介绍。
一、电感器的原理电感器是一种通过电磁感应产生电流的元器件,它由线圈组成,当电流通过线圈时,将产生一个磁场,磁场的变化又会在线圈内产生电流。
电感器的原理可以用麦克斯韦方程来描述,即法拉第电磁感应定律和楞次定律。
二、电感器的类型根据电感器的结构,可以将电感器分为多种类型,包括气芯电感器、铁芯电感器和电感变压器等。
其中,气芯电感器常用于高频电路,而铁芯电感器则常用于低频电路。
三、电感器参数选择在选择电感器时,需要考虑以下几个重要参数。
1. 电感值(Inductance):电感值是指电感器对电流变化的敏感程度,它的单位是亨利(H)。
通常,电感器的电感值越大,它对电流变化的敏感度就越高。
2. 额定电流(Rated Current):额定电流是指电感器能够承受的最大电流,通常以安培(A)为单位。
在选择电感器时,需要根据电路中的最大电流来确定电感器的额定电流。
3. 直流电阻(DC Resistance):直流电阻是指电感器在直流电流下的电阻值,它的单位是欧姆(Ω)。
直流电阻越小,电感器的效率越高。
4. 频率响应(Frequency Response):电感器对不同频率的电流变化具有不同的响应特性,称为频率响应。
在选择电感器时,需要根据电路中的频率范围来确定电感器的频率响应。
5. 电感器尺寸(Size):电感器的尺寸直接影响电路板的布局和空间利用率。
在选择电感器时,需要根据电路板的大小和布局来确定电感器的尺寸。
四、电感器的计算在电路设计中,有时需要根据已知的参数计算电感器的值。
以下是一些常见的电感器计算公式。
1.电感器的自感值计算公式:自感值可以通过线圈的自感系数和线圈的结构参数计算。
对于螺旋线圈,自感系数可以通过公式L=μ₀μᵣn²πr²/l来计算,其中L为自感值,μ₀为真空中的磁导率(4π×10^(-7)H/m),μᵣ为线圈的相对磁导率,n为线圈的匝数,r为线圈的半径,l为线圈的长度。
buck电路计算实例
以下是一个BUCK电路计算实例:假设有一个BUCK电路,其输入电压为12V,输出电压为5V,负载电流为2A。
1. 电感值计算根据BUCK电路的原理,电感L是能量转换的关键元件。
为了使电路正常工作,电感值应该满足以下条件:(1) 保持连续模式的最小电感值:Lmin = (Vin^2) / (2 * Vout * Iload)(2) 保持连续模式的最大电感值:Lmax = (Vin^2) / (2 * Vout * Vout)在本例中,Vin=12V,Vout=5V,Iload=2A。
因此,Lmin = (12^2) / (2 * 5 * 2) = 7.68mH,Lmax = (12^2) / (2 * 5 * 5) = 11.52mH。
因此,可以选择一个介于Lmin和Lmax之间的电感值,例如10mH。
2. 开关频率计算开关频率fs是BUCK电路的一个重要参数,它决定了电路的体积和性能。
根据公式:fs = Vin / L在本例中,Vin=12V,L=10mH。
因此,fs = 12 / 10 = 1.2kHz。
3. 二极管选择在BUCK电路中,二极管需要能够承受较大的电流和电压应力。
根据负载电流和输出电压,可以选择一个合适的二极管型号。
在本例中,可以选择一个额定电流为3A、耐压值为60V的二极管。
4. 输出电容选择输出电容的作用是提供瞬态负载电流和维持输出电压稳定。
根据负载电流和输出电压的变化率,可以选择一个合适的输出电容。
在本例中,可以选择一个容量为470uF、耐压值为16V的电解电容作为输出电容。
以上就是一个BUCK电路计算实例,包括电感值、开关频率、二极管和输出电容的选择。
当然,实际应用中还需要考虑其他因素,如效率、噪声、纹波等。
电感在电路中的作用之Buck电路输出电感选型解析
电感在电路中的作用之Buck电路输出电感选型解析
电感,一直以来都有些许神秘:它可以产生磁场,把磁场和电场联系起来;电感的电流I不能突变,但电流变化率dI/dt可以突变;电感的储能与其流过的电流有关。
铁氧体和铁粉是用于开关电源电感的两种磁芯材料。
应用于电源的储能电感通常制成闭环,使得整个磁场包含在电感的内部,因此磁通大小与磁芯的存储能量将表征磁芯材料的特性。
以Buck电路的输出电感为例。
该电感的磁芯具有一定的直流分量,适用的材质有:
(1)铁粉芯
碾磨的铁粉与其他的合金组成的精细颗粒与绝缘材料涂层构成磁粉芯。
铁粉颗粒周围的绝缘颗粒构成了铁粉芯的内在分散气隙。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(注:以下公式仅针对CCM模式)
1.占空比
(Vi-Vo)*Ton/L=Vo*Toff/L
D=Vo/Vi
D—占空比
2.电感
dIL= (Vi-Vo)*Ton/L
dIL==
L=5(Vi-Vo)Vo*T/(Vi*Io)
IL_avg = Io
IL_peak=
IL_rms=ILavg*(1+12)
L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%(可根据应用改变)dIL—电感纹波电流峰峰值
IL_avg—电感电流平均值
IL_peak—电感峰值电流
IL_rms—电感电流有效值
3.xx二极管
Id_peak=
Vrd=Vi
Id_peak—续流二极管峰值电流
Vrd—续流二级管反向耐压(Ton期间)
4.开关管
Isw_peak=
Vsw_peak =Vi
Isw_peak—开关管峰值电流
Vsw_peak—开关管耐压(Toff期间)
5.输出电容
Icin_rms = [(Io-Iin)D+Iin(1-D)]
Ico_rms=dIL/
电容选取:耐压、纹波电流、电容量
Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值
Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值
技术资料,仅供参考
这里具体采用上海芯龙半导体有限公司降压IC举例说明
电源管理IC降压型电路电感应用XL4003
①((Vi-Vo)/L)*D=(Vo/L)*(1-D)已知输入电压Vi,输出电压Vo,求出D;22 D=Vo/Vi
②Io 为设定值已知输出电流Io;
③Ton=T*D 求出Ton
④((Vi-Vo)/L)Ton=dI=*Io可求出L.
L=((Vi-Vo) *Ton)/*Io)
举例说明
输入电压12V,输出电压5V,输出电流3A,F=300KHz,计算电感;由一式得:
由二式得:Io=2A
由三式得:Ton=
由四式得:电感量16uH推荐使用18 uH 22 uH电感量。