输出纹波电压在Buck电路中如果滤波电容C的容量足够大
buck电路输出电容及其他参数计算
buck 电路输出电容及其他参数计算Buck 电路是只对电流参数进行变换的电路，Buck 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 变换器也有CCM 和DCM 两种工作方式。
Buck 电路特点：效率高，可靠性好;工作效率高，使电路中电压/电流波形的快瞬变化，产生电磁辐射干扰;元件布局和PCB 布线难度较大;输出电压纹波比较大;电路复杂，成本高。
从电路可以看出，电感L 和电容C 组成低通滤波器，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）。
具体怎幺算BUCK 电路输出滤波电路参数呢？我们来一起看看吧。
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.占空比计算Dmin=12/30=0.4Dmax=12/20=0.62.输出滤波电感计算滤波电感的作用：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化。
）二是高频滤波，电感元件和电容及电路有谐振频率，它可在高频电路里吸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%时恰好处于临界状态。
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 上承受的电压为（Uin-Uo），因此有：为了保证L 在任何情况下都能满足保证电流和低是依然能连续，应该去L 更大的值，因此以Uin 最大时去计算L。
3.输出滤波电容值计算Co 很大的话，可以保证输出电压近似恒定，但是Co 很大会导致体积和成本更大。
因此实际中根据容许的输出电压纹波来选择Co 的值。
buck电路输出电容的计算
buck电路输出电容的计算Buck电路输出电容的计算在电子电路中，Buck电路是一种常见的降压型DC/DC转换器，它可以将高电压转换为低电压。
Buck电路由MOSFET、电感和输出电容组成，其中输出电容对于Buck电路的性能有着重要的影响，因此如何选择输出电容是Buck电路设计中的一个重要问题。
Buck电路输出电容的作用Buck电路的输出电容起到滤波和储能的作用，它可以平滑输出电压，提高电路的稳定性和噪声性能。
输出电容还可以储存能量，当输出负载发生瞬态变化时，输出电容可以提供电流，保证输出电压的稳定性。
因此，输出电容的选择对于Buck电路的性能具有重要影响。
Buck电路输出电容的计算在Buck电路设计中，输出电容的选取需要考虑以下三个因素：输出电压纹波、输出电流瞬态响应和输出电容的ESR。
1. 输出电压纹波输出电压纹波是指输出电压在稳态工作下的波动幅度。
输出电容越大，输出电压纹波越小。
通常情况下，输出电压纹波应小于输出电压的5%。
输出电压纹波可以通过以下公式进行计算：ΔV = (I_L × T_1)/(2 × C_0)其中，ΔV为输出电压纹波，I_L为输出电流，T_1为开关周期，C_0为输出电容。
2. 输出电流瞬态响应输出电容的另一个重要作用是提供瞬态响应能力，即在输出负载发生瞬态变化时，输出电容可以提供电流，保证输出电压的稳定性。
输出电容越大，输出电流瞬态响应能力越好。
输出电容的大小可以通过以下公式进行计算：ΔI = V_ripple/ESR其中，ΔI为输出电流瞬态响应，V_ripple为输出电压纹波，ESR 为输出电容的等效串联电阻。
3. 输出电容的ESR输出电容的ESR是指输出电容的等效串联电阻，它会影响输出电容的滤波效果和瞬态响应能力。
ESR越小，输出电容滤波效果越好，瞬态响应能力也越好。
输出电容的ESR可以通过以下公式进行计算：ESR = ΔV/ΔI其中，ΔV为输出电压纹波，ΔI为输出电流瞬态响应。
buck电路滤波电容电流有效值
buck电路滤波电容电流有效值摘要：1.Buck 电路概述2.电路滤波电容的作用3.电流有效值的概念4.Buck 电路中滤波电容对电流有效值的影响5.结论正文：一、Buck 电路概述Buck 电路，又称降压电路，是一种基于开关管工作的直流- 直流变换器。
其主要作用是将高电压转换为较低电压，以满足不同电子设备对电压的需求。
在Buck 电路中，开关管通过控制导通与截止的时间，实现对输入电压的调节，从而输出所需的电压。
二、电路滤波电容的作用在Buck 电路中，滤波电容起到滤除高频噪声和输出平滑电压的作用。
开关管工作时会产生高频脉冲，这些脉冲会干扰输出电压的稳定性。
滤波电容通过储存电荷和释放电荷的过程，将高频噪声降低，使输出电压更加平滑。
三、电流有效值的概念电流有效值是指交流电流在一个周期内产生的热效应与同样大小的直流电流产生的热效应相等时的电流值。
通常用符号I 表示，单位为安培（A）。
电流有效值是交流电流大小的一种度量，可以反映交流电流的平均水平。
四、Buck 电路中滤波电容对电流有效值的影响滤波电容对电流有效值的影响主要体现在两个方面：1.对输入电流的影响：滤波电容可以降低输入电流的脉冲幅值，使得输入电流的有效值降低。
这样可以减少开关管的导通损耗，提高电路的效率。
2.对输出电流的影响：滤波电容对输出电流的平滑作用，使得输出电流的有效值更加稳定。
这样可以提高负载电流的稳定性，降低负载电流的波动，从而提高整个电路的稳定性。
五、结论总之，在Buck 电路中，滤波电容对电流有效值具有重要的影响。
通过滤波电容的作用，可以降低输入电流的脉冲幅值，提高电路的效率，同时使得输出电流更加稳定，提高负载电流的稳定性。
《电力电子技术》习题解答(高职高专第5版) 第3章习题答案
第3章思考题与习题3.1 开关器件的开关损耗大小同哪些因素有关？答：开关损耗与开关的频率和变换电路的形态性能等因素有关。
3.2 试比较Buck电路和Boost电路的异同。
答；相同点：Buck电路和Boost电路多以主控型电力电子器件（如GTO，GTR，VDMOS 和IGBT等）作为开关器件，其开关频率高，变换效率也高。
不同点：Buck电路在T关断时，只有电感L储存的能量提供给负载，实现降压变换，且输入电流是脉动的。
而Boost电路在T处于通态时，电源U d向电感L充电，同时电容C 集结的能量提供给负载，而在T处于关断状态时，由L与电源E同时向负载提供能量，从而实现了升压，在连续工作状态下输入电流是连续的。
3.3 试简述Buck-Boost电路同Cuk电路的异同。
答：这两种电路都有升降压变换功能，其输出电压与输入电压极性相反，而且两种电路的输入、输出关系式完全相同，Buck-Boost电路是在关断期内电感L给滤波电容C补充能量，输出电流脉动很大，而Cuk电路中接入了传送能量的耦合电容C1，若使C1足够大，输入输出电流都是平滑的，有效的降低了纹波，降低了对滤波电路的要求。
3.4 试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构？试分析它们各有什么特点？答：直流斩波电路主要有降压斩波电路（Ｂuck），升压斩波电路（Ｂoost），升降压斩波电路（Ｂuck－Ｂoost）和库克（Ｃook）斩波电路。
降压斩波电路是：一种输出电压的平均值低于输入直流电压的变换电路。
它主要用于直流稳压电源和直流直流电机的调速。
升压斩波电路是：输出电压的平均值高于输入电压的变换电路，它可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。
升降压变换电路是输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反。
主要用于要求输出与输入电压反向，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。
库克电路也属升降压型直流变换电路，但输入端电流纹波小，输出直流电压平稳，降低了对滤波器的要求。
BoostBuck电路
U0
忽略器件功率损耗，即 输入输出电流关系为：
IO Ud 1 Id Id UO D
(3.2.3)
图3.2.1
降压电路及其波形图
U 0 －L I L t off
(3.4.4)
图3.4.1
升降压变换电路及 其工作波形
3.4
•
• 得：
升降压变换电路
2）工作原理：（续）
在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量，
Ud U t on 0 t off L L
t on DTS toff (1 D)TS 的关系，求出输出电压的平 由 均值为：
Buck变换器的可能运行情况：
电感电流连续模式
3.2
降压变换电路
电感电流临界 连续状态
电感电流断流模式
图3.2.2 电感电流波形图
电感中的电流iL是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。
3.2
降压变换电路
：
1）电感电流iL连续模式
在ton期间:电感上的电压为
uL L d iL dt
3.4
升降压变换电路
图3.4.1升降压变换电路原理图
3.4
升降压变换电路
• 2）工作原理：
• ① ton期间，二极管D反偏而关断，电 感储能，滤波电容C向负载提供能量。
Ud L
I 2 I1 I L L t on t on
(3.4.1)
② toff期间，当感应电动 势大小超过输出电压U0时， 二极管D导通，电感经D向C 和RL反向放电，使输出电 压的极性与输入电压相反。
buck电路是什么意思_buck电路简介
buck电路是什么意思_buck电路简介
BUCK电路的定义BUCK电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电压UD。
通常电感中的电流是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。
BUCK也是DC-DC基本拓扑，或者称为电路结构，是最基本的DC-DC电路之一，用直流到直流的降压变换。
BUCK和BOOST使用的元件大部分相同，但是元件的组成却不尽相同。
简单的BUCK电路输出的电压不稳定，会受到负载和外部的干扰，当加入PID控制器，实现闭环控制。
可通过采样环节得到PWM调制波，再与基准电压进行比较，通过PID控制器得到反馈信号，与三角波进行比较，得到调制后的开关波形，将其作为开关信号，从而实现BUCK 电路闭环PID控制系统。
BUCK电路的参数计算电感的参数
电感的选择要满足直到输出最小规定电流时，电感电流也保持连续。
在临界不连续工作状态时：
所以越大，进入不连续状态时的电流就越小。
电容的参数
电容的选择必须满足输出纹波的要求。
电容纹波的产生：
1. 电容产生的纹波：相对很小，可以忽略不计；
2. 电容等效电感产生的纹波：在300KHZ~500KHZ以下可以忽略不计；
3. 电容等效电阻产生的纹波：与esr和流过电容电流成正比。
为了减小纹波，就要让esr 尽量的小。
Boost-Buck电路解读
U0
－L
I L t off
(3.4.4)
图3.4.1 升降压变换电路及 其工作波形
3.4 升降压变换电路
• 2）工作原理：（续） ➢ 在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量， • 得：
Ud L
ton
U0 L
toff
由 ton DTS 均值为：
toff (1 D)TS 的关系，求出输出电压的平
• ② 脉宽调制(PWM)工作方式：
• 即维持TS不变，改变。在这种调压方式中，输 出电压波形的周期是不变的，因此输出谐波的频 率也不变，这使得滤波器的设计容易。
3.2 降压变换电路
▪原理图
输入 直流 电压
滤波电
感
滤波电容
负 载
续流二极 管
3.2 降压变换电路
✓ 导通期间（ton ）：电力开关器件 导通，电感蓄能，二极管D反偏。 等效电路如图3.2.1 (b)所示 ；
3.2 降压变换电路
1）电感电流iL连续模式 ：
✓在toff期间:假设电感中的电流iL从I2线性下降到I1，则有
UO
L I L t off
t off
L I L UO
根据式(3.2.4)、(3.2.5)可求出开关周期ＴS为
TS
1 f
ton
toff
I L LU d
U O (U d
U
）
O
(3.2.6)
I1
I0
UdTS 2L
D(1
D)
(3.2.9)
3.2 降压变换电路
2）电感电流iL临界连续状态：
变换电路工作在临界连续状态时，即有I1=0，由
可得维持电流临界连续的电感值L0为：
buck电路滤波电容计算
buck电路滤波电容计算摘要：1. Buck电路简介2.滤波电容的作用与选择原则3.滤波电容计算方法4.计算实例与分析5.总结与建议正文：近年来，Buck电路在电子设备中的应用越来越广泛，它能够实现直流-直流转换，输出稳定的直流电压。
在Buck电路中，滤波电容起到存储能量、平滑输出电压波动的作用，对于提高整个电路的性能具有重要意义。
本文将介绍Buck电路滤波电容的计算方法，以指导读者在实际应用中选择合适的滤波电容。
一、Buck电路简介Buck电路，又称降压型直流-直流变换器，主要由功率开关、电感、电容和负载组成。
在工作过程中，功率开关根据控制信号切换导通与截止，使电感上的电流发生变化，从而实现输出电压的调节。
Buck电路具有结构简单、效率高、输出电压纹波小等优点。
二、滤波电容的作用与选择原则1.作用：滤波电容的主要作用是平滑输出电压波动，减小纹波。
在Buck 电路中，滤波电容与电感共同组成LC滤波器，有效抑制开关动作引起的电压波动。
2.选择原则：在选择滤波电容时，需要考虑以下几个方面：（1）容量：根据输出电压、负载电流等参数选择合适的容量，以确保滤波电容有足够的能量存储能力。
（2）电压：滤波电容的额定电压应大于电路的输入电压和输出电压，以防止击穿。
（3）材质：选用具有良好容稳定性、低损耗、高介电常数的电容材料。
（4）封装：根据实际应用场景选择合适的封装尺寸，以满足散热、安装等要求。
三、滤波电容计算方法滤波电容的计算主要包括两个方面：电容值和电容电压。
1.电容值计算：根据滤波电容的作用，可得到以下公式：C = Io * (Vout - Vino) / (2 * Vino * fsw)其中，C为滤波电容，Io为负载电流，Vout为输出电压，Vino为输入电压，fsw为开关频率。
2.电容电压计算：滤波电容的电压应大于电路的最大电压应力，可按下式计算：Vc = 1.5 * Vout + 0.5 * Vino四、计算实例与分析假设某Buck电路的输出电压为5V，负载电流为10A，开关频率为100kHz，输入电压范围为8V-12V。
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电路减小纹波措施
buck电路减小纹波措施
Buck电路是一种常见的降压电路，它可以将高电压降低到所需的电压。
然而，在实际应用中，Buck电路中会产生一定的纹波。
纹波会带来一些不良的影响，如电子设备运行不稳定、电磁干扰等。
因此，降低纹波是Buck电路设计中需要重视的问题。
下面是一些减小Buck电路纹波的措施：
1. 加大输出电容。
Buck电路的输出电容越大，其输出电压的纹波就越小。
因此，在Buck电路中加入足够大的输出电容是降低纹波的有效方法之一。
2. 选择低ESR电容。
输出电容的ESR（等效串联电阻）也会影响Buck电路的纹波。
选择低ESR电容可以减少电容内部电阻，从而降低纹波。
3. 选择合适的开关频率。
Buck电路中的开关频率也会影响纹波。
一般来说，开关频率越高，纹波就越小。
但是，开关频率过高会导致转换损耗增加，因此需要选择一个合适的开关频率。
4. 优化电路布局。
在Buck电路中，线路长度、走线方式、电路板布局等因素都会影响纹波。
因此，合理的电路布局可以减小纹波。
以上是减小Buck电路纹波的一些常用措施，设计时可以根据实际情况选择合适的方法。
- 1 -。
升降压变换电路Buck-Boost
3.1 直流变换电路的工作原理 3.2 降压变换电路 3.3 升压变换电路 3.4 升降压变换电路 3.6 带隔离变压器的直流变换器
第3章 直流变换电路
1、定义：
利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压 的大小，将直流电能转换为另一固定电压或可调电压的直流 电能的电路称为直流变换电路 (DC/DC变换电路)。也称为 斩波器。
图3.3.1 升压变换电路及其波形
可以推得输出电压Uo与输入电压Ud之间的关系为：
在toff期间:电感中的电流iL从I2线性下降到I1，则有
UO L
I L t off
t off L
I L UO
(3.2.5)
根据式(3.2.4)、(3.2.5)可求出开关周期ＴS为
I L LU d 1 TS t on t off f U O (U d U O）
3.3
升压变换电路（Boost）电路
• 1) 定义：直流输出电压的平均值高于输入电压的 变换电路称为升压变换电路，又叫Boost电路。 2）原理图
电感，用 来储能 电容，用来保 持输出电压
全控型电力 器件开关
3.3
• 3）工作原理：
升压变换电路
ton工作期间： 二极管截止，电感L储 能，电容C 给负载R 提供能量。如图(b). toff工作期间：二极 管Ｄ 导通，电感L经 二极管Ｄ给 电容充 电，并向负载R提 供能量。如图(c) .
I 2 I1 I0 (3.2.8) 2
U dTS I1 I 0 D(1 D ) 2L
(3.2.9)
2）电感电流iL临界连续状态：
可得电流临界连续的电感值L0为：
U d TS Lo D(1 D) 2I 0 K
直流升降压电路分析与制作(完整电子教案)
定义上述电路中脉冲的占空比： 。
其中Ts为为开关管T的工作周期，Ton为开关管T的导通时间。由图5.3(b)的波形可知，输出电压的平均值为：
此式说明，控制开关管的导通与关断来控制就可以达到控制输出电压。
二、BOOST升压过程
直流输出电压的平均值高于输入电压的变换电路为升压变换电路，又称为Boost电路。电路如图5.2所示。
三、输出纹波电压：
在Buck电路中，如果滤波电容C的容量足够大，则输出电压U0为常数。然而在电容C为有限值的情况下，直流输出电压将会有纹波成份。
电流连续时的输出电压纹波为：
其中f为buck电路的开关频率，fc为电路的截止频率。
它表明通过选择合适的L、C值，当满足fc＜＜f时，可以限制输出纹波电压的大小，而且纹波电压的大小与负载无关。
当T被控制信号关断时，电路处于Toff工作期间，D导通，由于L中的电流不能突变，产生感应电动势阻止电流减小，此时L中存储的能量经D给C充电，同时也向R提供能量。在理想条件下，电感电流从I2线性减小到I1，由于L上的电压等于UO-Ud，因此可得
则有
其中，D为占空比。当D=0时，Uo=Ud，但D不能为1，因此在0≤D＜1变化范围内，输出电压总是大于或等于输入电压。在理想条件下，电源输出电流和负载电流的关系为
(2-9)
开关管Q截止时，加于集电极和发射极间电压为输入电压和输出电压之和，这也是二极管D截止时所承受的电压
(2-10)
由图1-2可见，电感电流平均值 等于Q和D导通期间流过的电流平均值IQ和ID之和，即：
(2-11)
(2-12)
负载电流Io等于流过二极管D电流的平均值ID，即在t=ton~ T期间电感电流的平均值
buck电路 lc选取原则
buck电路 lc选取原则
在设计buck电路时，LC滤波器的选取原则是非常重要的。
LC
滤波器主要用于滤除开关电源中的高频噪声，同时平滑输出电压。
以下是一些选取原则：
1. 输入和输出电压范围，LC滤波器的选取应考虑输入和输出
电压的范围。
输入电压范围决定了输入电感的大小，而输出电压范
围则影响输出电容的大小。
2. 输出电流波动，根据输出电流的波动情况来选择输出电感的
大小，以确保输出电压的稳定性。
3. 开关频率，LC滤波器的设计还要考虑开关频率，以确保滤
波器在工作频率范围内有良好的滤波效果。
4. 输出纹波要求，根据对输出纹波的要求选择合适的电容容值，以确保输出电压的平稳性。
5. 纹波电流，根据纹波电流的大小选择合适的电感值，以确保
纹波电流在一定范围内。
6. 散热，考虑电感和电容的功率损耗，以及它们的温升情况，
保证元件在工作时不会过热。
7. 尺寸和成本，最后还要考虑元件的尺寸和成本，选择合适的
电感和电容，既要满足性能要求，又要尽量减小尺寸和成本。
总的来说，LC滤波器的选取需要综合考虑输入输出电压范围、
输出电流波动、开关频率、输出纹波要求、纹波电流、散热情况以
及尺寸和成本等多个因素，以确保buck电路的稳定工作和性能优良。
电力电子技术复习题3.0（已补答案）
电⼒电⼦技术复习题3.0（已补答案）⼀、填空题1、写出下列电⼒电⼦器件的简称：电⼒晶体管GTR；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT。
2、双向晶闸管的图形符号是；3个电极分别是第⼀阳极T1，第⼆阳极T2，门极G。
3、晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时，门极上加上触发电压，晶闸管就导通。
4、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电⾓度称为控制⾓，⽤α表⽰。
5、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A，阴极K和门极G。
6、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常⽤的控制⽅式有等频调宽控制、等宽调频控制、脉宽与频率同时控制三种。
7、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是0→π，负载是阻感性时移相范围是。
8、型号为KS100-8的元件表⽰双向晶闸管、它的额定电压为800伏、额定有效电流为100 安。
9、KP5-7E表⽰额定电流为5A，额定电压为是700V的普通晶闸管。
10、只有当阳极电流⼩于最⼩维特电流时，晶闸管才会由导通转为截⽌。
11、整流是把交流电变换为直流电的过程；逆变是把直流电变换为交流电的过程。
12、逆变电路分为有源逆变电路和⽆源逆变电路两种。
13、逆变⾓β与控制⾓α之间的关系为α=π- β。
14、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为150 H Z；三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为300 H Z。
15、KP50-7表⽰额定电流为50A，额定电压为是700 V的普通晶闸管。
16、三相桥式全控整流电路是由⼀组共阴极三只晶闸管和⼀组共阳极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同⼀组内的元件进⾏的。
每隔60度换⼀次相，在电流连续时每只晶闸管导通120度。
要使电路⼯作正常，必须任何时刻要有两只晶闸管同时导通，⼀个是共阴极的，另⼀个是共阳极的元件，且要求不是在同⼀桥臂上的两个元件。
17、请在正确的空格内标出下⾯元件的简称：电⼒晶体管；可关断晶闸管；功率场效应晶体管；绝缘栅双极型晶体管。
buck电路输出滤波电容计算
buck电路输出滤波电容计算在电路设计中，滤波电容器是一种用于抑制电源噪声和稳定电路工作的元件。
在Buck电路中，滤波电容起到平滑输出电压的作用，它可以滤除输出电压中的纹波。
在设计Buck电路输出滤波电容时，我们可以根据如下步骤进行计算：1.确定滤波目标：首先需要确定所需的滤波效果。
一般来说，滤波电容的目标是将输出纹波电压控制在一定范围内，通常要求输出纹波电压的峰峰值不超过所需电压的1%-5%。
2.计算输出纹波电压：输出纹波电压是指Buck电路输出电压中的交流成分。
它可以通过如下公式计算得到：Vr = (Io * D) / (f * C)其中，Vr为输出纹波电压，Io为负载电流，D为占空比，f为开关频率，C为滤波电容。
3.确定滤波电容的最小值：根据滤波目标和输出纹波电压的计算结果，可以确定滤波电容的最小值。
一般来说，滤波电容的最小值可以通过如下公式计算得到：Cmin = (Io * D) / (Vr * f)其中，Cmin为滤波电容的最小值。
4.考虑电容器的ESR值：电容器的ESR（等效串联电阻）会影响滤波效果。
ESR越大，滤波效果越差。
因此，在实际计算中，还需要考虑电容器的ESR值。
一般来说，可以根据滤波电容的最小值和ESR值的比例，确定滤波电容的实际值。
5.选择合适的电容器：根据计算结果，选择合适的滤波电容。
一般来说，电容器的电压容量需要大于Buck电路的输出电压，以确保电容器能够正常工作。
需要注意的是，在选择滤波电容时还需要考虑其尺寸和成本。
较大的滤波电容可以提供更好的滤波效果，但也会增加电路的尺寸和成本。
因此，在实际设计中需要进行权衡。
综上所述，Buck电路输出滤波电容的计算需要考虑滤波目标、输出纹波电压、ESR值等因素。
通过合理计算和选择，可以设计出满足设计要求的Buck电路输出滤波电容。
buck电路输出滤波电容计算
buck电路输出滤波电容计算滤波电容是指在电路中使用的电容器，用于滤除电源中的高频噪声和波动，使电路输出平稳。
在buck电路中，滤波电容的作用是减小输出电压的纹波并稳定输出。
要计算滤波电容的值，需要考虑以下几个因素：1.输出纹波电压要求：滤波电容的主要作用是减小输出纹波电压，所以首先需要确定输出纹波电压要求。
输出纹波电压是指输出电压中包含的交流分量，即电压的波动部分。
一般来说，输出纹波电压的要求是根据具体应用来确定的，一般要求输出纹波电压越小越好。
输出纹波电压的大小与滤波电容的容值成反比：当滤波电容的容值增大时，输出纹波电压变小，反之如果容值减小则输出纹波电压变大。
2.负载电流变化率：滤波电容的容值还要考虑负载电流变化率。
在实际使用中，负载电流往往是有脉冲性变化的，因此需要确定负载电流的最大变化率。
负载电流变化率越大，滤波电容的容值就需要越大，以确保输出电压的稳定性。
3.输出电压变化率：除了负载电流的变化，输出电压的变化也需要考虑。
输出电压变化率越大，滤波电容的容值也需要越大，以确保输出电压的稳定性。
4.开关频率：滤波电容的容值还受到开关频率的影响。
一般来说，开关频率越高，滤波电容的容值就可以越小。
但是开关频率也会导致滤波电容的损耗增加，所以需要权衡开关频率和滤波电容的容值。
综上所述，计算滤波电容的公式可以表示为：C=(I*Δt)/ΔV其中，C为滤波电容的容值，I为负载电流的变化率，Δt为输出电压的变化率，ΔV为输出纹波电压的要求。
需要注意的是，滤波电容的容值一般按标准电容值来选择，如10μF、22μF等，根据需要可以选择相应的标准电容。
总结起来，滤波电容的计算需要考虑输出纹波电压要求、负载电流变化率、输出电压变化率和开关频率等因素。
根据以上公式，可以计算出滤波电容的容值，并从标准电容值中选择合适的电容器来实现滤波电路的设计。
输出电压纹波与滤波电容体积的关系
输出电压纹波与滤波电容体积的关系全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：近年来，随着电子设备的广泛应用，对于输出电压纹波的要求也越来越高。
在电源系统设计中，滤波电容扮演着至关重要的角色，它能够有效地降低输出电压纹波、提高系统的稳定性和可靠性。
那么，输出电压纹波与滤波电容体积之间究竟存在着怎样的关系呢？我们需要了解输出电压纹波的概念。
在直流电源系统中，输出电压通常是不断变化的，存在一定的纹波。
输出电压纹波是指输出电压在一个周期内随时间变化而产生的波动，它主要来源于输入电流的波动以及电源系统的不稳定性。
而输出电压纹波的大小直接影响到系统的性能和稳定性。
设计师通常会通过增加滤波电容的容值来降低输出电压纹波的幅度。
接下来，我们来探讨滤波电容体积与输出电压纹波之间的关系。
通常情况下，增加滤波电容的容值可以有效地降低输出电压纹波的幅度。
这是因为滤波电容具有存储能量的功能，能够对电源系统中的小周期波形进行平滑处理，从而减小输出电压的纹波幅度。
滤波电容的容值越大，输出电压纹波的幅度也会相应减小。
并不是说滤波电容的容值越大越好。
在实际设计中，需要综合考虑多个因素来确定滤波电容的合适容值。
滤波电容的容值应该能够满足输出电压的稳定性要求，保证输出电压的纹波在规定的范围内。
还需要考虑滤波电容的体积大小。
过大的滤波电容不仅会增加系统的成本和体积，还可能会降低系统的工作效率和响应速度。
需要在保证输出电压质量的尽量减小滤波电容的体积。
除了滤波电容的容值和体积，还有一些其他因素也会影响输出电压纹波。
例如系统的负载变化、输入电流的波动、电源系统的设计方式等。
在设计过程中，不仅需要充分考虑滤波电容的参数，还需要对整个系统的特性进行分析、优化，确保输出电压的稳定性和可靠性。
输出电压纹波与滤波电容体积之间存在着密切的关系。
适当增加滤波电容的容值可以有效地降低输出电压的纹波幅度，提高系统的稳定性和可靠性。
在确定滤波电容的容值时，还需要综合考虑其体积、成本以及系统的其他特性，以实现最佳的设计效果。
Buck电路分析
Buck 电路参数选择原理和计算3.1 参数选择原理在Buck 电路中的电感L 和电容C 组成低通滤波器，此滤波器的设计原则是，使输出电压的直流分量可以通过，抑制输出电压的开关频率及其谐波分量通过。
但是，构建一个能够让直流分量通过而且完全滤除开关频率及其谐波分量的完美的滤波器是不可能的，所以，在输出中至少有一小部分是由于开关产生的高频谐波。
因此，输出电压波形事实上如图3.1所示，可以表达为)()(00t u U t u ripple +=（3.1）U )(t ripple (0t u图3.1输出电压波形所以实际的输出电压由所需要的直流分量0U 加少量的交流分量ripple u 所组成，交流分量由低通滤波器未能完全衰减的开关谐波所产生。
由于直流变换器的作用使产生所需的直流的输出，因此希望输出电压开关纹波应很小。
所以，通常可以假设开关纹波的幅值远远小于直流分量，即0maxU u ripple<<（3.2）因此，输出电压近似为直流分量0U ，而忽略其小纹波成分ripple u ，即00)(U t u ≈（3.4）上述近似称为小纹波近似，或称线性纹波近似，可大大简化变换器波形的分析。
下面分析电感电流波形，进而得出电感的计算公式。
通过电感电压波形的积分可以得到电感电流。
开关在位置1时，电感在左侧与输入电压d U 相连，电路简化为下图3.1（a ）。
电感电压为)()(0t u U t u d L -=（3.5）dU )(0t u（a ）)(0t u（b ） 图3.1如上所述，输出电压)(0t u 为其直流分量0U 加小的交流纹波成分)(t u ripple 。
采用小纹波近似，式（3.4）中的)(0t u 用其直流分量0U 代替，得到0)(U U t u d L -=（3.6）开关在位置1时，电感电压等于0U U d -，如图3.1（b ）所示。
电感电压方程为dtt di Lt u L L )()(= （3.7）在第一个子区间，由上式可以解得电感电流波形的斜率为LU U Lt u dtt di d L L 0)()(-== （3.8）由于开关在位置1时，电感电压近似为常量，因此电感电流的变化率也近似为常数，电感电流线性上升。
buck电路输出电容的计算
buck电路输出电容的计算Buck电路是一种常见的降压转换电路，它能将输入电压转换为较低的输出电压。
在Buck电路中，输出电容起到了平滑输出电压的作用。
本文将详细介绍Buck电路输出电容的计算方法。
在Buck电路中，输出电容的主要作用是提供稳定的输出电压。
当开关管导通时，输入电压经过电感L被储存在电感中，同时输出电容C开始充电；当开关管断开时，电感L释放储存的能量，同时输出电容C开始放电。
通过这样的充放电过程，输出电容C能够平滑输出电压，减小电压的纹波。
为了计算Buck电路输出电容的值，我们需要考虑以下几个因素：1. 输出纹波电压要求：不同的应用对输出电压的纹波要求不同。
一般来说，要求输出电压的纹波较小，以确保电路正常工作。
输出纹波电压越小，需要的输出电容值就越大。
2. 输出电流变化率：输出电容的大小取决于输出电流的变化率。
输出电容越大，输出电流变化对电压的影响就越小。
3. 输出电压稳定时间：当负载变化时，输出电容能够提供一定的稳定时间来保持输出电压稳定。
输出电容越大，稳定时间越长。
为了更准确地计算输出电容的值，我们可以按照以下步骤进行：1. 确定输出纹波电压要求：根据具体应用要求，确定输出电压的纹波电压要求。
一般来说，纹波电压的要求越小，输出电容的值就越大。
2. 确定输出电流变化率：根据电路负载的变化情况，确定输出电流的变化率。
输出电容的大小应能够满足输出电流变化对电压的影响。
3. 计算输出电容的最小值：根据输出纹波电压要求和输出电流变化率，使用以下公式计算输出电容的最小值：C = I_ripple / (V_ripple * f)其中，C为输出电容的最小值，I_ripple为输出电流的纹波值，V_ripple为输出电压的纹波电压值，f为开关频率。
4. 考虑稳定时间要求：根据负载变化的情况，确定输出电容需要提供的稳定时间。
输出电容的值应能够满足输出电压在负载变化时的稳定要求。
需要注意的是，以上计算得到的输出电容值为最小值，可以根据实际情况适当调整。
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(3.2.9)
2）电感电流iL临界连续状态：
可得电流临界连续的电感值L0为：
U d TS Lo D(1 D) 2I 0 K
变换电路工作在临界连续状态时，即有I1=0，由 I1 I 0
U d TS D(1 D) 2L
(3.2.10)
即电感电流临界连续时的负载电流平均值为 ：
I OK U d TS D(1 D) 2 LO
U o DUd
(3.2.3)
图3.2.1 降压电路及其波形图
U O DUd
占空比：
ton D TS
改变D值就可以改变输出电压UO的大小。 因为D是0～1之间变化的系数，因此输出电压UO总是小于 输入电压Ud。所以称为降压变换电路。 忽略功率损耗，由输入输出功率平衡有：
Ud Id Uo Io
ton UO Ud Ts
图3.1.1
ห้องสมุดไป่ตู้
基本的斩波器电路 及其负载波形
定义占空比： 则：
ton D TS
（3.1.1）
U O DUd
（3.1. 2）
改变D值就可以改变输出电压UO的大小。 因为D是0～1之间变化的系数，因此在D的变化范围内输 出电压UO总是小于输入电压Ud，
占空比的改变：通过改变ton 或TS来实现。 • 直流变换电路的常用工作方式主要有两种： • ① 脉冲频率调制(PFM)工作方式： 即维持ton不变，改变TS。一般很少采用。 • ② 脉宽调制(PWM)工作方式： 即维持TS不变，改变ton 。这种工作方式最常用。
U 0 (1 D) U 0 8LCf 2
（3.2.14）
其中f为buck电路的开关频率。 它表明通过选择合适的L、C值，可以限制输出纹波 电压的大小，而且纹波电压的大小与负载无关。
3.3
升压变换电路（Boost）电路
• 1) 定义：直流输出电压的平均值高于输入电压的 变换电路称为升压变换电路，又叫Boost电路。 2）原理图
(3.2.7)
上式中△IL为流过电感电流的峰－峰值，最大为I2，最 小为I1。电感电流一周期内的平均值与负载电流IO相等， 即将式(3.2.7)、(3.2.8)同时代入关系式△IL= I2－I1可得
I 2 I1 I0 (3.2.8) 2
U dTS I1 I 0 D(1 D ) 2L
图3.3.1 升压变换电路及其波形
可以推得输出电压Uo与输入电压Ud之间的关系为：
U 0＝ t on t off t off Ud Ud 1 D
式中占空比D=ton/TS。 •当D=0时，U0=Ud，但D不能为1。 0≤D＜1 •改变占空比D，就可以改变输出电压Uo。 •因为 0≤D＜1， Uo≥Uin。所以称为升压变换电路。
电感，用 来储能 电容，用来保 持输出电压
全控型电力 器件开关
3.3
• 3）工作原理：
升压变换电路
ton工作期间： 二极管截止，电感L储 能，电容C 给负载R 提供能量。如图(b). toff工作期间：二极 管Ｄ 导通，电感L经 二极管Ｄ给 电容充 电，并向负载R提 供能量。如图(c) .
3.2
降压变换电路(Buck)
滤波电感
滤波电容
原理图
输入直 流电压
负载
续流二极管
3.2
降压变换电路
导通期间（ton ）：电力开 关器件导通T，电感蓄能， 二极管D反偏。 等效电路如图3.2.1 (b). 关断期间（toff）：电力开 关器件断开，电感释能， 二极管D导通续流。等效电 路如3.2.1(c)所示； 可以计算出输出电压的平 均值为：
2、分类： 按变换器的功能 : 降压变换电路 (Buck) 、升压变换电路 (Boost) 、升降压变换电路 (Buck-Boost) 、正激式变换 电路、反激式变换电路、库克变换电路(Cuk)和全桥直流变 换电路等。
3.1
直流变换电路的工作原理
工作原理：图中S是可控开关，R 为纯阻性负载。在时间内当开关S 接通时，电流经负载电阻R流过， R两端就有电压；在时间内开关T 断开时， R中电流为零，电压也 变为零。 TS为开关T的工作周期，ton为导通 时间。 由波形图可得到输出电压平均值：
在ton期间: 电感上的电压为
uL
d iL L dt
I 2 I1 I L L t on t on
Ud UO L
t on
( I L ) L Ud UO
(3.2.4)
式中△IL=I2－I1为电感上电流的变化量，UO为输出电压的 平均值。
在toff期间:电感中的电流iL从I2线性下降到I1，则有
第3章 直流变换电路
3.1 直流变换电路的工作原理 3.2 降压变换电路 3.3 升压变换电路 3.4 升降压变换电路 3.6 带隔离变压器的直流变换器
第3章 直流变换电路
1、定义：
利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压 的大小，将直流电能转换为另一固定电压或可调电压的直流 电能的电路称为直流变换电路 (DC/DC变换电路)。也称为 斩波器。
可得：
IO Ud 1 Id Id UO D
3.2
降压变换电路（Buck）
电感电流连续模式
Buck变换器的可能运行情况：
电感电流临界 连续状态
电感电流断流模式 图3.2.2 电感电流波形图
电感中的电流iL是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。
3.2
降压变换电路
：
1）电感电流iL连续模式
UO L
I L t off
t off L
I L UO
(3.2.5)
根据式(3.2.4)、(3.2.5)可求出开关周期ＴS为
I L LU d 1 TS t on t off f U O (U d U O）
I L
(3.2.6)
U O (U d U O ) U d D(1 D) fLU d fL
(3.2.11)
式中Iok为电感电流临界连续时的负载电流平均值。 当实际负载电流Io＞ Iok时，电感电流连续； 当实际负载电流Io = Iok时，电感电流处于临界连续; 当实际负载电流Io ＜Iok时，电感电流断续。
输出纹波电压：
在Buck电路中，如果滤波电容C的容量足够大， 则输出电压U0被滤得非常平。然而实际中的电 容不可能为无穷大，所以直流输出电压总会有 纹波成份。 电流连续时的输出电压纹波为