Buck电路电感计算表教学提纲
Buck变换器的电感计算

4. Determine wire size
a). Chinese method
φ := 1.13⋅ I J
Where: φ---diameter of wire in mm J---current density (7~16 for typical application)
As := 2.79
AWG21
Ω := 12.77
Ω
1000ft
DCR := MLT⋅ N ⋅Ω
DCR = 5.43
mΩ
2.54⋅12
Pcu := Io2⋅DCR
Pcu = 229.408
Because the inductor was designed in continued mode, the AC resisitance can be ignored.
c) Temperature ∆τ := 0.833 Pt As Where: Pt is the total loss in mW As is the surface area in cm^2 Note: This method just for reference, the best way is to build a sample to test.
1). Verify if the core saturation ∆B := ∆I⋅ L⋅10− 2 N⋅Ae
Where: ∆B is the flux swing in Tesla ∆I is the peak to peak current L is inductance in µH N is number of turns Ae is core cross area in cm^2
buck电路参数计算

buck电路参数计算Buck电路是一种常见的DC-DC降压转换器,广泛应用于电子设备的电源管理中。
本文将详细介绍Buck电路的参数计算方法。
Buck电路的基本原理是通过切换开关管控制电感储能和输出电容放电,从而实现将输入电压降低到输出电压的转换。
在实际电路中,开关管通常采用MOSFET或BJT管。
Buck电路的主要参数包括输入电压Vin、输出电压Vout、输出电流Iout、开关频率f、开关管的导通电阻Rds(on)以及电感L和输出电容C等元器件参数。
其中,输入电压和输出电压是电路的基本需求,常由实际应用确定。
输出电流和开关频率则是根据实际负载和转换效率进行选择。
接下来,我们将分别介绍Buck电路中电感和输出电容的参数计算方法。
首先是电感L的计算。
电感是Buck电路中储能和滤波的重要元件,其大小直接影响电路的转换效率和输出波形。
电感的计算依据是输出电流Iout和开关频率f。
常用的计算公式为:L = (Vin - Vout) × D / (f × Iout)其中,D为开关管导通比,通常在0.4-0.8之间选择。
电感的选取应考虑其饱和电流和电流波形等因素,以保证电路的正常运行。
其次是输出电容C的计算。
输出电容是Buck电路中输出滤波的重要元件,其大小直接影响输出电压的稳定性和纹波水平。
输出电容的计算依据是输出电压Vout和开关频率f。
常用的计算公式为:C = Iout × (1 - D) / (f × ΔV)其中,ΔV为输出电压纹波的允许值,通常为输出电压的1%-10%。
输出电容的选取应考虑其漏电流和ESR等因素,以保证电路的正常运行。
我们需要考虑的是开关管的参数选择。
开关管的主要参数包括导通电阻Rds(on)和最大耗散功率Pmax。
导通电阻Rds(on)越小,开关管的损耗越小,但其价格也越高。
最大耗散功率Pmax应根据电路实际负载和工作环境进行选择,以保证开关管的正常工作和寿命。
buck课程设计
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buck 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握“buck”电路的基本原理及其在电子技术中的应用。
2. 了解“buck”电路的组成部分,包括开关、二极管、电感器和电容器。
3. 掌握如何根据实际需求计算“buck”电路的各个参数。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和设计“buck”电路的能力。
2. 提高学生实际操作“buck”电路的技能,包括搭建、调试和故障排除。
3. 培养学生运用仿真软件对“buck”电路进行模拟和性能分析的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养其主动探究和积极实践的精神。
2. 培养学生的团队合作意识,提高沟通协调能力。
3. 强化学生的安全意识,培养其在实验操作过程中严谨、负责的态度。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点,以实用性为导向,注重理论联系实际。
课程内容紧密联系教材,旨在帮助学生掌握“buck”电路相关知识,培养其分析、设计及实践操作能力。
通过本课程的学习,使学生能够更好地理解和应用电子技术,为未来深入学习打下坚实基础。
二、教学内容1. “buck”电路原理:讲解“buck”电路的工作原理,包括开关管导通和截止时电路的状态变化,以及能量转换过程。
- 教材章节:第三章第三节“降压(buck)变换器”2. “buck”电路的组成部分:介绍开关、二极管、电感器和电容器在“buck”电路中的作用及其选型方法。
- 教材章节:第三章第四节“降压(buck)变换器电路元件的选择与应用”3. “buck”电路参数计算:教授如何根据输入输出电压、功率等需求计算“buck”电路中的各个参数。
- 教材章节:第三章第五节“降压(buck)变换器参数的计算”4. “buck”电路的搭建与调试:指导学生动手搭建“buck”电路,并进行调试,确保电路正常运行。
- 教材章节:实验教程第四章“降压(buck)变换器实验”5. 仿真软件应用:介绍如何使用仿真软件对“buck”电路进行模拟和性能分析。
BUCK电感计算

BUCK电感计算BUCK电感计算是指在Buck变换器中,由于电感与电压、电流以及时间的关系,需要对电感进行精确的计算与选择的过程。
在电路设计中,电感计算是非常重要的一项工作,它会直接影响到Buck变换器的性能、效率与稳定性。
首先,需要明确Buck变换器的工作原理。
Buck变换器是一种降压型的DC-DC变换器,其基本电路如下:```+--------------------- V_in ----------------------++-----------+-------------+-------------+-----------+L=Inductor C=Capacitor R=Load+-----------+--------------+-------------+Switch (MOSFET or BJT+--------------+--------------+-------------+V_out```在Buck变换器工作时,开关周期性地打开和关闭。
当开关关闭时,电感L储存了能量,并通过二极管向负载R提供电能;当开关打开时,电感L释放出储存的能量,通过电容C提供给负载R。
对于Buck变换器的电感计算,可以基于以下几个关键参数:1. 输入电压V_in:电感的值会受到输入电压的影响。
所以首先要确定输入电压范围。
2. 输出电压V_out:通过电感的能量转换,可以得到所需的输出电压。
确定所需的输出电压水平,以便计算电感值。
3. 电流涓涓 I_Lripple:电感的值还要考虑到输出电流的涓涓,也就是电感的工作电流范围。
通常设计时要估计电感电流的峰值,以确定电感的饱和电流,稍微留出一定的安全裕度,以确保电感工作在稳定的工作区间。
4. 工作频率 f:Buck变换器的工作频率也是计算电感的重要参数之一、频率较高,那么电感的值较小;频率较低,电感的值较大。
工作频率的选择要在输入电压、输出电压、电感大小、电流涓涓等条件之间取得一个合理的平衡。
(完整word版)BUCK DC-DC变换器临界电感计算简析

BUCK DC-DC变换器临界电感计算简析无论是自动化控制还是电动汽车应用研发,亦或者是电源管理领域,BUCK DC-DC变换器都是一种应用频率非常高的重要元件。
对于新人工程师来说,牢牢掌握BUCK DC-DC变换器的基础架构和运行原理,对以后的新产品设计工作有很大的帮助。
在今天的文章中,我们将会就这种DC-DC变换器的临界电感计算,展开简要分析和介绍,希望能够对大家的学习有所帮助。
在这里我们以最基础的Buck DC-DC变换器为例子,进行临界电感的计算简析。
这种基础架构的转换器系统组成电路图,如下图图1所示。
图1当这种具有图1结构的Buck DC-DC变换器处于连续导电的工作模式(也就是我们经常提到的CCM工作模式)中时,输出电压Vo和输入电压Vi的关系可以通过该公式表现为d=Vo/Vi。
其中,参数d为开关导通比,d=Ton/Ts。
Ts为开关周期,Ton为开关导通时间,开关频率f=1/Ts。
因此,Buck DC-DC变换器工作在CCM与DCM的临界电感LC可以通过下式计算为:由上式可以看到,当电感L大于临界电感LC时,则BUCK DC-DC变换器将会持续工作在CCM模式下。
而当电感L小于临界电感LC时,则变换器工作在DCM工作模式下。
在这里我们假设输入电压范围为[Vi,min,Vi,max],则负载电阻范围为[RL,min,RL,max],此时在RL−Vi平面上,变换器的整个动态工作范围对应一个矩形,如下图中图2所示。
根据上文中我们所推论出的临界电感计算公式,可画出不同LC对应的曲线。
图2根据临界电感计算公式,在图2所呈现的临界电感对应曲线图中,C点、A点、B点所对应的CCM与DCM的临界电感LCC、LCB、LCA,可以分别代入下式进行计算,其计算公式分别为:在这里我们由上图图2可以看到,对BUCK DC-DC变换器来说,当其处于第一种工作模式,也就是电感L>临界电感LCC时,变换器在整个动态范围内均工作在CCM模式,对应图2中曲线LC1。
Buck电感计算

Buck converter design降压电路(也叫buck电路)是值输出电压小于输入电压,控制IC通过调整占空比来实现电压的转换,其表达式为Vout=Vin*D。
ST L7987是一款非同步开关管内置的IC。
现在根据IC的DATASHEET分析BUCK电感的设计。
1,典型电路图2,设计输入条件Vin22V:=Vin_min16V:=Vin_max28V:=Vout12V:=Iout3A:=Fsw500KHz:=Vfb0.8V:=Iss5106-A⋅:=3,计算感量IL Iout3A=:=ΔI0.1IL⋅0.3A=:=关于电感电流变化系数的选择,与很多因数有关。
系数越大,电感体积越小,但是纹波电流大,需要大容量的滤波电容器。
这里计算选择了0.1,仅供参考。
L_actual22μH:=4,开关管电流波形,续流二极管电流波形从两个器件的波形图可以看出BUCK电路的工作过程,开关管导通的时候,电感电流上升,电感储存能量,续流二极管处于关闭状态,无电流。
开关管关闭后,电感电流下降,电感释放能量,续流二极管处于导通状态,且电流减小。
5,电感设计电感在一个周期中有储存能量和释放能量的过程,磁芯磁路中需要高磁阻部分来担任这个作用。
常用的几种电感结构有:工字/棒形磁芯(开磁路);气隙铁氧体;金属磁粉芯;气隙非晶磁芯a)选择铁氧体磁芯AP 法选择磁芯Aw=N*Irms/J/Ku Ae=L*Ipeak/N/Bm Ap=L*Ipeak*Irms/Ku/J/BmEQ18Ae 30102-⋅cm2:=Le 2.17cm :=Ve 668103-⋅cm 3:=ur 1800:=选择3*0.25mm 扁线可以满足要求计算磁芯气隙计算损耗ID 7.2mm :=ρ 2.33108-⨯Ωm⋅:=L_cu 3.14ID W +()⋅N_actual ⋅ 1.05⋅0.336m=:=P_cu Irms 2R_cu ⋅0.094W=:=Ptotal P_fe P_cu +0.094W =:=计算温升L_core 18mm :=W_core 9.7mm :=H_core 6.3mm:=As 2L_core W_core ⋅L_core H_core ⋅+W_core H_core ⋅+()⋅ 6.982104-⨯m 2=:=ΔT 2956.9820.7-⋅0.0940.85⋅10.144=:=b)选择金属磁粉芯Bm_powder 0.5T:=D_choose 1.0mm:=初选磁芯KS065125A -根据计算软件得到设计值如下:L031.75μH:=L_3A 24.76μH :=P_core 0.1W:=P_wire 0.16W :=金属磁粉芯的设计有软件可以帮助,相关计算公式供应商也可以提供,包括损耗计算公式,电感下降比例计算,温升等各种。
详细分析BUCK电源的参数计算

详细分析BUCK电源的参数计算
瞬态响应
小时候喜欢看赵忠祥的动物世界,有这样一幅紧张又刺激的画面一直留存在脑海里,草原上一群小鹿正在休憩着,一只豹子慢慢靠近,然后突然发力扑过去,受惊的小鹿立刻发足狂奔,反应速度快的可以逃脱,反应速度慢的就成为了豹子的大餐,这里我们先记着“反应速度”这个词。
我们在使用电脑时,当电脑处于休眠状态时按下任意一个唤醒键,电脑要能够瞬间Warm up起来,准备迎接主人的各种操作,这个过程越快越好,快到人们几乎没有感觉,这时候内部主要电源的电流会突然拉升,相应的输出电压会先Collapse然后重新建立平衡回到原点,看图1。
这里我们记住“环路带宽”这个词,环路带宽越大,电压回到原点的过程就越快。
图1 瞬态响应
那么这跟上面豹子和小鹿有什么关系呢?前面小鹿的“反应速度”和后面电脑的“环路带宽”是一个概念。
图2是一张二者的类比图,电源系统必须要能够从负载的突变中快速恢复正常,否则电脑就会象上面那只可怜的小鹿一样挂了。
你知道吗?此时电脑内部的电源可遭罪了,因为此时系统的功耗会猛一下窜到很高,低功耗(电流)的平衡被打破,需要重新调整到高功耗的平衡。
图2 电脑和小鹿的类比
当电脑唤醒或者睡眠的瞬间,板子上的DC-DC BUCK电源输出端的负载电流会发生突变,导致输出的电压产生短暂的晃动,在经过快速调整后恢复到正常电压,这种过程我们称之为电源的瞬态响应,在调整过程中需要满足三个方面的设计要求:
1. 电压调整–输出电压的晃动不能超出芯片的工作范围;
2. 环路带宽–输出电压恢复到正常电压的时间要尽量快;。
Buck开关电源变换器输出滤波电感计算
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Buck变换器输出滤波电感计算案例:输入电压:15V;(为简单,假定输入电压不变化)输出电压:5V,电流:2A;工作频率:250kHz电感量:35μH,电流0到2A允许磁芯磁通变化部超过20%,即电感量变化不超过20%;绝对损耗:300mW自然冷却,温升ΔT:40℃根据以上要求可以得到D=5/15=0.33; 纹波电流峰峰值d I=U d t/L=(15-5)(33%×4μs)/35μH=0.377A(约为直流分量的20%);电感绝对损耗为300mW,磁芯损耗和线圈损耗各占50%,所以最大损耗电阻为R=P/I2=150mW/22 =37.5mΩ。
电感变化量小于20%,这就意味着,临界连续时需要的电感是44μH(44μ×80%=35μH)。
1、磁芯选择方法:因为工作频率高,采用MPP材料的磁粉芯,因而必须有Magnetics公司的产品手册。
步骤如下:计算要求的电感存储的能量→查阅磁芯选择指南→获得磁芯型号和μ→查找磁芯尺寸→查得AL→根据要求的电感量试算所需匝数→计算磁场强度→查阅磁导率下降百分比→达到要求的电感增加还是减少匝数→改选磁芯→重复以上步骤,直到达到要求的电感量→计算导线尺寸→计算铜损耗→计算脉动磁通密度分量→计算磁芯损耗→计算总损耗→计算磁芯温升,保证在合理范围内2、初算:这里采用MPP磁粉芯设计我们的电感,首先查阅Magnetics公司的手册。
从手册中找到选择指南图5-7,这里是设计是开始点。
如果没有磁芯选择指南,也可以根据以前设计凭经验确定。
虽然第一次试选不是十分重要,但它可以减少你的工作量。
从电感所要存储的能量(是实际值的两倍)开始。
在2A时电感量35μH(0.035mH),两倍的能量为(2A)2×0.035=0.14mJ。
在图5.6上由0.14mJ纵向画一直线,与300μ磁芯(磁芯初始磁导率为300)相交,交点向右找到纵坐标上的代号55035和55045磁芯之间,暂选择55045磁芯。
buck电路电感电容计算
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buck电路电感电容计算Buck电路是一种常见的降压电路,它通过控制开关管的导通时间来控制输出电压的大小。
在Buck电路中,电感和电容起着重要的作用,它们不仅影响电路的稳定性和性能,还能帮助实现输出电压的平滑。
我们来看一下电感在Buck电路中的作用。
电感是一种具有自感性质的元件,它能够存储能量并抵抗电流的变化。
在Buck电路中,电感串联在开关管和负载之间,起到了平滑电流和储存能量的作用。
当开关管导通时,电感会储存能量;当开关管断开时,电感会释放储存的能量,保持电流的平稳。
通过合理选择电感的数值,可以控制输出电压的纹波大小,提高电路的稳定性。
接下来,我们来看一下电容在Buck电路中的作用。
电容是一种具有容性质的元件,它能够存储电荷并平滑电压的变化。
在Buck电路中,电容并联在负载和地之间,起到了平滑输出电压的作用。
当开关管导通时,电容会充电;当开关管断开时,电容会释放储存的电荷,保持输出电压的平稳。
通过合理选择电容的数值,可以控制输出电压的纹波大小,提高电路的稳定性。
在实际设计中,选择合适的电感和电容数值是非常重要的。
首先,对于电感来说,合适的数值能够提高电路的转换效率和稳定性。
通常情况下,较大的电感数值可以减小电流的纹波,提高电路的稳定性。
然而,过大的电感数值会增加开关管的压力,降低转换效率。
因此,需要在效率和稳定性之间做出权衡。
其次,对于电容来说,合适的数值能够减小输出电压的纹波。
较大的电容数值可以提供更多的储存能量,减小纹波的幅度。
然而,过大的电容数值会增加成本和尺寸,降低转换效率。
因此,也需要在成本、尺寸和效率之间做出权衡。
除了选择合适的电感和电容数值外,还有一些注意事项需要考虑。
首先,电感和电容的电压和电流等级要满足设计要求,以免损坏元件。
其次,电感和电容的封装形式要适应于实际应用场景,方便安装和布局。
最后,为了提高电路的稳定性和可靠性,可以采取一些降噪和保护措施,如添加滤波电路和过压保护电路等。
电力电子buck电路课程设计
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电力电子buck电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解Buck电路的基本原理,掌握其工作流程及电路组成。
2. 学生能够掌握Buck电路中关键元件的作用,如二极管、晶体管和电感。
3. 学生能够解释Buck电路的转换效率、电压调整率等关键性能指标。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计并搭建简单的Buck电路。
2. 学生能够利用示波器、电源等实验设备对Buck电路进行性能测试,并分析实验数据。
3. 学生能够解决Buck电路在实际应用中遇到的问题,如电路调试、故障排查等。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对电力电子技术的兴趣,认识到其在生活中的广泛应用。
2. 学生能够树立正确的工程观念,注重实际操作能力和团队合作精神的培养。
3. 学生能够认识到电力电子技术在节能环保方面的重要性,增强社会责任感。
本课程旨在帮助学生掌握Buck电路的基础知识和实际应用,提高学生的实验操作能力和问题解决能力。
针对高中年级学生的特点,课程注重理论与实践相结合,培养学生的工程素养和创新能力。
在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探索、积极实践,使学生在学习过程中达到课程目标,为后续电力电子技术学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. Buck电路原理介绍:讲解Buck电路的工作原理、电路组成,以及其与其他电力电子电路的区别。
2. 关键元件分析:详细讲解二极管、晶体管和电感在Buck电路中的作用,以及选型和应用要点。
3. 性能指标:介绍Buck电路的转换效率、电压调整率、输出纹波等关键性能指标,并进行对比分析。
4. 电路设计:指导学生根据实际需求,运用所学知识设计Buck电路,包括计算关键元件参数、选择合适元件等。
5. 电路搭建与调试:教授学生如何搭建Buck电路,并进行实验操作,包括电路连接、设备调试、数据采集等。
6. 故障分析与优化:分析Buck电路在实际应用中可能出现的故障,教授学生排查和解决问题的方法。
Buck电路电感感量计算
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Buck变换器别名叫降压变换器,串联开关稳压电源,作用是把输入高电压转换成人们需要的低压。
不要市电是AC220V,整流滤波后是310V的直流,大多电子产品是低压电路,一般是5V、12V、24V、36V、48V等,这些低压的电子设备不能直接应用输入AC整流后的直流电压,必须用一个转换器转换成所能应用的低电压。
当然能把高压转化成低压的转换器有很多种,Buck只是其中的一种,他的优点是效率高,体积小,不电感放电时间为Tm,其中:dt为导通时间Ton,最大占空比····················公式1最小占空比····················公式2在临界模式里开关管开通时间·············公式3开关管关断时间··············公式4又因为··············公式5根据占空比的公式输入电压变高的时候D变小,所以Ton变小,一个周期里面电感的平均值电流Io是不变的,假设电感峰值电流不变,那么电感流过电流与时间形成的三角形面积=Io×T,周期T是固定,Ton变小,如果峰值电流不变也就是△I也不会变,输出电压固定Tm也不变,T不变,这样就会导致Io变小,与前面要求的Io不变相违背,要想Io 不变,只有峰值电变大。
BUCK电路电感选择和计算
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BUCK电路电感选择和计算如今,隨著傳輸資料流程的需要,電⼦產品的耗電量與⽇俱增,開關電源的頻率也越來越⾼,並且對整個電壓模組的速度和尺⼨要求也越來越嚴格。
電感已經成為所有電源拓撲結構的基本元件,在⼯業,⾃動化和DC-DC轉換器上廣泛使⽤。
特別是滿⾜從0到60A電流⼤⼩的範圍內對電感提出了更⾼的要求。
電感在電⼦三元件電感、電容與電阻之中,乃居於產品設計轉換的關鍵地位,電感類元件,必須經過⼀⼀的設計與測試才能決定。
考慮到⽬前電感器繁多的規格和種類,在下⼀代電⼦產品設計中為電源轉換電路選擇⼀個好的電感並不簡單,設計者必須在瞭解電感理論的基礎上,再根據結構,額定電流,磁芯材料,磁芯損耗,溫度和飽和電流綜合評價,選擇最佳電感參數。
另外值得慶倖的是,許多電感供應商都提供尺⼨和性能優秀的產品,甚⾄還可以修改產品參數以滿⾜⽤⼾需求的服務。
電感簡介電感、電阻和電容合稱為三⼤被動元件,其電器特性雖然各有不同,但卻都是3C產品中不可或缺的關鍵元件。
電感的主要功能為穩定電流與去除雜訊,另可搭配電阻與電容展現多種功能,故在機器、設備、消費性電⼦、電⼒配輸與抑制電磁輻射⽅⾯被廣泛運⽤。
對電感的需求亦因⽽與⽇俱增。
電感的上游主要是以鎳鋅與錳鋅鐵氧體磁芯兩⼤系列為主,因材料特性之不同,分別應⽤於資訊和通訊產品上。
鐵氧體磁芯(Ferrite Core)是以⾼溫燒成的⾦屬氧化物,主要作為⾼頻線圈及變壓器等產品之磁芯。
電感的發展趨勢主要是因應系統產品的發展⽽變化。
在電腦及其周邊資訊產品⽅⾯,由於對空間需求的迫切性不⾼,電感的發展以朝向產品體積⼩型化與發展排列式晶⽚電感為主。
在通訊產品⽅⾯,由於該類產品對空間需求迫切度⾼,因此電感器除了朝向⼩型化發展外,亦需進⼀步開發整合型元件以因應產品的需求;此外,為因應產品⾼頻化的發展,電感亦需提⾼其使⽤頻率,⽽朝向陶瓷等⾼頻材料及元件開發。
整體⽽⾔,未來電感器將朝向⼩型化、⾼頻化及整合化發展。
buck电路电感峰值电流计算

电感是电路中常用的元件之一,在电路中起着存储能量和限制电流变化的作用。
在设计电路时,我们经常需要计算电感元件的峰值电流,以确保电感元件能够正常工作。
本文将介绍如何计算buck电路中电感元件的峰值电流,以及计算过程中需要考虑的因素。
一、buck电路简介1. 什么是buck电路buck电路是一种降压型的开关电源电路,通过开关元件(如MOS管)来实现输入电压的降压输出。
在buck电路中,电感元件起着储能和滤波的作用,是电路中不可或缺的元件之一。
2. buck电路的工作原理buck电路通过开关管的通断来实现对输入电压的调节,当开关管导通时,电感元件储存能量;当开关管断开时,电感元件释放能量,从而实现对输出电压的调节。
二、电感峰值电流的定义在buck电路中,电感元件的峰值电流是指电感元件在工作周期内的最大电流数值。
计算电感峰值电流的目的是为了选择合适的电感元件,以确保电路正常工作。
三、电感峰值电流的计算1. 峰值电流公式电感峰值电流Ipeak可以通过以下公式计算得出:Ipeak = Vin * (1 - D) / (L * f)其中,Vin为输入电压,D为占空比,L为电感值,f为开关频率。
2. 计算步骤(1)确定输入电压Vin和开关频率f的数值;(2)根据电路需求,确定占空比D的数值;(3)根据设计要求,选择合适的电感值L;(4)代入公式,计算得出电感峰值电流Ipeak。
四、影响电感峰值电流的因素在计算电感峰值电流时,需要考虑的因素有很多,下面我们简单介绍一下主要因素:1. 输入电压Vin:输入电压的大小直接影响了电感峰值电流的大小,因此在计算过程中需要准确确定输入电压的数值。
2. 开关频率f:开关频率的增大会减小电感峰值电流,因此在设计电路时需要考虑开关频率的选择。
3. 占空比D:占空比的大小直接影响了电感峰值电流的大小,因此需要根据设计要求确定合适的占空比数值。
4. 电感值L:电感值的选择也会直接影响电感峰值电流的大小,因此需要根据设计要求选择合适的电感值。
boost及BUCK电感计算
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BUCK和BOOST变换器电感的设计前言对于电源工程师来说,设计中小功率Buck或Boost其基本任务之一是要计算电感。
然而,当你翻开电源教科书的时候,你经常会发现书中给你列出了一大堆公式,却让你无从下手,不得要领。
那么如何运用工程的方法快速地设计出一个适用的电感参数,可以方便地从商家的产品手册里找到你要的标准电感呢?作者在这里整理和归纳了与Buck和Boost电感设计有关的一系列实用计算方程和简单的工程设计方法。
1. 我们首先定义电感的电流纹波比:R = △I/ Ic (1) 这里Ic为电感电流的波形中心,△I为电感电流的变化摆幅。
电感电流的峰值:Ipk =Ic + △I/2 = Ic x (1 + R/2)(2) 2.分清变换器的最坏工作条件对于目标设计,我们要首先关注它的最坏工作情况,决定电感中的最大工作电流。
BUCK电路:BUCK电感电流波形的平均值(几何中心)等于负载电流,和输入电压无关。
改变输入电压,电感电流的波形中心几乎保持不变,但电感电流的峰值会随着输入电压增加而增加。
所以,BUCK变换器的电感电流的最坏工作条件是在最高输入电压下。
设计时,应该以最高输入电压为计算条件。
Ic = Io (3) D =V o / Vin (4)BOOST电路:由于BOOST电路只有在开关管关闭时,电感电流才能传递到输出负载,因此有Ic = Io / (1-D)(5) 对于BOOST电路,D=(V o-Vin) /V o (6) 所以,当Vin为最小时,BOOST电感中的Ic为最大。
设计时,应以最小输入电压为计算条件。
从以上分析我们可以看到,BUCK电路无论在开关管开启或关断时,电感都能持续地向负载输出电流。
而BOOST电路只有在开关管关断时,负载才能得到能量。
这就决定了,BOOST 电路的最大占空比不能为100%,否则,BOOST电路因为开关管的关断时间为0,负载而得不到能量而不能建立输出电压。
这一点在多数教科书中没有提到,以致于有些人糊里糊涂里在Boost变换器中使用了最大占空比为100%的单端PWM控制器。
buck电路计算
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buck电路计算Buck电路是一种降压稳压电路,常用于将高电压转换为较低的稳定电压。
其原理基于开关转换器的概念,通过周期性的开关操作来实现电压的调整。
本文将详细介绍Buck电路的工作原理、数学模型和计算方法。
一、Buck电路的工作原理Buck电路由直流电源、开关管、电感、电容和负载组成。
其工作原理如下:1.开关管的关闭状态下,电感L储存能量,电源电压施加在电容C和负载上;2.开关管的开启状态下,电感L放电,将储存的能量传递给负载和电容C;3.通过周期性的开关操作,控制开关管的导通时间和断开时间,可以调整输出电压的大小。
二、Buck电路的数学模型为了方便进行计算分析,可以对Buck电路进行数学建模。
模型的基本假设有:1.开关管的导通和断开是理想的,没有开关损耗;2.电感和电容元件是理想的,没有内阻和损耗;3.输出电压恒定不变,即开关操作的频率非常高。
根据上述假设,可以建立Buck电路的数学模型:$$V_L = L \frac{{di_L}}{{dt}}$$其中,$V_L$是电感上的电压,$L$是电感的感值,$i_L$是电感的电流。
2.输出电流方程:$$I_L = V_o D \frac{{dt}}{{DT}}$$其中,$I_L$ 是输出电流,$V_o$ 是输出电压,$D$ 是开关管导通时间与开关周期的占空比,$dt$ 是开关管导通时间,$DT$ 是开关周期。
3.电感电压方程:$$V_L=V_i-V_0$$其中,$V_i$是输入电压。
三、Buck电路的计算方法根据以上的数学模型,可以计算出Buck电路的关键参数。
$$I_L = \frac{{V_o D}}{{L}} \cdot dt$$其中,$I_L$是输出电流,$V_o$是输出电压,$D$是开关管导通时间与开关周期的占空比,$L$是电感的感值。
2.输出电压的计算:$$V_O = \frac{{V_i - I_L \cdot R_L}}{{1 - D}}$$其中,$V_O$是输出电压,$V_i$是输入电压,$I_L$是输出电流,$R_L$是负载电阻。
buck电路电感发热计算
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buck电路电感发热计算Buck电路电感发热计算。
今天咱们来唠唠Buck电路电感发热计算这个事儿。
这可是个挺有趣但又有点小复杂的问题呢。
一、Buck电路基础。
首先呢,咱们得先搞清楚Buck电路是啥。
Buck电路呀,就像是一个小小的电力魔法师,它的主要任务就是把输入的高电压变成我们想要的低电压。
你可以想象它是一个超级智能的电压“瘦身器”。
在Buck电路里,电感可是个超级重要的角色。
它就像一个能量储存小仓库,一会儿把电能存起来,一会儿又把电能放出去。
电感的存在让整个电路的电压转换变得平滑又稳定。
要是没有电感,那Buck电路就像是少了一个关键零件的机器,根本没法好好工作啦。
二、电感发热的原因。
那电感为啥会发热呢?这就像是我们跑步跑久了会出汗发热一样。
电感在工作的时候,电流通过它的线圈。
大家都知道,电流通过导线的时候会产生热量,这就是所谓的焦耳热啦。
而且呢,电感在储存和释放能量的过程中,也会有一些能量损耗,这些损耗最后也会变成热量散发出来。
另外呀,电感的磁芯也会对发热有影响。
磁芯在交变磁场的作用下,会产生磁滞损耗和涡流损耗。
这就好比磁芯在磁场这个“大舞台”上跳舞,跳得太欢实了,就会消耗一些能量,然后变成热量啦。
三、电感发热计算的重要性。
咱们为啥要计算电感发热呢?这可不是闲着没事儿干哦。
如果电感发热太严重,就像一个人发烧烧得太厉害一样,会影响电感本身的性能。
比如说,它的电感值可能会发生变化,这样一来,Buck电路的电压转换就会出问题啦。
而且呀,过度发热还可能会把电感给烧坏,那整个Buck电路可就罢工了。
从整个电路系统的角度来看,计算电感发热可以帮助我们合理地选择电感的型号和参数。
就像我们买衣服要选合适的尺码一样,选对了电感,就能让Buck电路高效又稳定地工作。
四、电感发热计算的方法。
(一)基本公式。
1. 对于焦耳热部分,我们可以根据焦耳定律来计算。
焦耳定律的公式是Q =I^2Rt,这里的Q就是产生的热量,I是通过电感的电流,R是电感线圈的电阻,t是时间。
BUCK电路电感选择和计算
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如今,随着传输数据流的需要,电子产品的耗电量与日俱增,开关电源的频率也越来越高,并且对整个电压模块的速度和尺寸要求也越来越严格。
电感已经成为所有电源拓扑结构的基本组件,在工业,自动化和DC-DC 转换器上广泛使用。
特别是满足从0 到60A 电流大小的范围内对电感提出了更高的要求。
电感在电子三组件电感、电容与电阻之中,乃居于产品设计转换的关键地位,电感类组件,必须经过一一的设计与测试才能决定。
考虑到目前电感器繁多的规格和种类,在下一代电子产品设计中为电源转换电路选择一个好的电感并不简单,设计者必须在了解电感理论的基础上,再根据结构,额定电流,磁芯材料,磁芯损耗,温度和饱和电流综合评价,选择最佳电感参数。
另外值得庆幸的是,许多电感供货商都提供尺寸和性能优秀的产品,甚至还可以修改产品参数以满足用户需求的服务。
电感简介电感、电阻和电容合称为三大被动组件,其电器特性虽然各有不同,但却都是3C产品中不可或缺的关键组件。
电感的主要功能为稳定电流与去除噪声,另可搭配电阻与电容展现多种功能,故在机器、设备、消费性电子、电力配输与抑制电磁辐射方面被广泛运用。
对电感的需求亦因而与日俱增。
电感的上游主要是以镍锌与锰锌铁氧体磁芯两大系列为主,因材料特性之不同,分别应用于信息和通讯产品上。
铁氧体磁芯(Ferrite Core)是以高温烧成的金属氧化物,主要作为高频线圈及变压器等产品之磁芯。
电感的发展趋势主要是因应系统产品的发展而变化。
在计算机及其周边信息产品方面,由于对空间需求的迫切性不高,电感的发展以朝向产品体积小型化与发展排列式芯片电感为主。
在通讯产品方面,由于该类产品对空间需求迫切度高,因此电感器除了朝向小型化发展外,亦需进一步开发整合型组件以因应产品的需求;此外,为因应产品高频化的发展,电感亦需提高其使用频率,而朝向陶瓷等高频材料及组件开发。
整体而言,未来电感器将朝向小型化、高频化及整合化发展。
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,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
boost及BUCK电感计算
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BUCK和BOOST变换器电感的设计前言对于电源工程师来说,设计中小功率Buck或Boost其基本任务之一是要计算电感。
然而,当你翻开电源教科书的时候,你经常会发现书中给你列出了一大堆公式,却让你无从下手,不得要领。
那么如何运用工程的方法快速地设计出一个适用的电感参数,可以方便地从商家的产品手册里找到你要的标准电感呢?作者在这里整理和归纳了与Buck和Boost电感设计有关的一系列实用计算方程和简单的工程设计方法。
1. 我们首先定义电感的电流纹波比:R = △I/ Ic (1) 这里Ic为电感电流的波形中心,△I为电感电流的变化摆幅。
电感电流的峰值:Ipk =Ic + △I/2 = Ic x (1 + R/2)(2) 2.分清变换器的最坏工作条件对于目标设计,我们要首先关注它的最坏工作情况,决定电感中的最大工作电流。
BUCK电路:BUCK电感电流波形的平均值(几何中心)等于负载电流,和输入电压无关。
改变输入电压,电感电流的波形中心几乎保持不变,但电感电流的峰值会随着输入电压增加而增加。
所以,BUCK变换器的电感电流的最坏工作条件是在最高输入电压下。
设计时,应该以最高输入电压为计算条件。
Ic = Io (3) D =V o / Vin (4)BOOST电路:由于BOOST电路只有在开关管关闭时,电感电流才能传递到输出负载,因此有Ic = Io / (1-D)(5) 对于BOOST电路,D=(V o-Vin) /V o (6) 所以,当Vin为最小时,BOOST电感中的Ic为最大。
设计时,应以最小输入电压为计算条件。
从以上分析我们可以看到,BUCK电路无论在开关管开启或关断时,电感都能持续地向负载输出电流。
而BOOST电路只有在开关管关断时,负载才能得到能量。
这就决定了,BOOST 电路的最大占空比不能为100%,否则,BOOST电路因为开关管的关断时间为0,负载而得不到能量而不能建立输出电压。
这一点在多数教科书中没有提到,以致于有些人糊里糊涂里在Boost变换器中使用了最大占空比为100%的单端PWM控制器。