DCDC Buck Converter输入电容纹波电流有效值
Buck转换器的电流纹波系数
王信雄AN009 – Jul 20141. 介绍 (2)2. 纹波系数 (3)3. 电感的面积积 (4)4. 一个设计示例 (6)5. 总结 (7)Buck 转换器的电流纹波系数L in o V (t)V V =- ; on 0 t T ≤≤ (Q 1 “ON”)(1)电感电流将从 i L (0) 开始线性增加：in oL L V V i (t)i (0)t L-=+⋅ (2)当功率开关截至 (OFF) 时，加在电感上的电压与输出电压相同，但极性相反：L o V (t)V =- ; on s T t T ≤≤(Q 1 “OFF”) (3)Buck 转换器的电流纹波系数在此期间，电感电流将以斜率 从 i L (T on ) 开始线性减少：oL on L on on V i (t T )i (T )(t T )L-=-⋅- (4)根据电感伏秒平衡的特性，很容易从式 (1) 和 (3) 得到电压传输比：o on sV TD (duty cycle)Vin T =≡(5)L L on)L i i (T i (0)∆=-(6)很明显，负载电流可表达为L on)L o i (T i (0)I 2+=(7)Buck 转换器的电流纹波系数纹波系数可被定义为L oi γI ∆≡(8)当纹波系数小于2时，转换器工作在连续导通模式 (Continous Conduction Mode, CCM)，否则就是非连续导通模式 (Discontinuous Conduction Mode, DCM)。
由于连续导通模式下功率元件所受电流应力较低，工作在满载状态下的 Buck 转换器一般都被设计成工作在这种模式下。
因此，本文也只对连续导通模式进行讨论。
等式(8)可以被表现为电压相关的形式：in os in s os L o o o oV V D T V (1D)D T V (1D)T Δi L γ or I I L I L I -⋅⋅⋅-⋅⋅⋅-⋅===⋅⋅ (9)对于一个固定的电感量而言，输入电压越高，纹波系数就越高。
DCDC降压BUCK变换的基本介绍
G ′ig ( s ) ≈
其中： G ′vc 0 =
ωp =
F1 1 1 π 1 ，ωzc = ，Qp = ，ωn = ，ωzp = RC RC C π [ mcD′ − 0.5] Ts RC
F1 = 1+
RT s L
( mcD ′ − 0.5) ， F 2 = D[ mcD ′ − (1 −
D )] 2
Buck 变换器在峰值电流控制下的 CCM 小信号传递函数
张兴柱 博士 （1）峰值电流型控制的传递函数框图（电压开环）
ˆ vo( s)
iˆ( s) L
ˆ vg ( s)
ˆ vo( s) = Gvd × d (s) + Gvg × vg (s) − Z out × ˆ(s) ˆ ˆ io
ˆ i o(s )
Buck 变换器的 CCM 稳态关系
张兴柱 博士 （1）电路原理图
Is
Vg
L
s
IL
D
Io
C
Vo
R
（2）CCM 稳态关系
= DVg 输入/输出电流关系： Ig = DI o 其它关系： IL = I o R Rg = 2 D
输入/输出电压关系： Vo
1
Buck 变换器的 DCM 稳态关系
Buck 变换器的 DCM 稳态关系
Gig ( s ) =
Gii( s ) =
其中： ω 0 =
1 1 ， Q= ω 0[ L R + ( RL + RC ) C] LC
RL 1 1 , ωzc = , ωzp = L RC C RC
ωzL =
1
Buck 变换器的 DCM 小信号传递函数
Buck 变换器的 DCM 小信号传递函数
DCDC Buck转换器电感设计与优选系统
DCDC Buck转换器电感设计与优选系统DC-DC Buck转换器电感设计与优选系统DC-DC Buck转换器是一种常见的功率转换电路，广泛应用于电子设备中。
其中，电感是一个重要的元件，对于转换器的性能和效率有着关键的影响。
本文将介绍DC-DC Buck转换器的电感设计以及优选系统。
一、电感设计在DC-DC Buck转换器中，电感主要用于储存能量和平滑电流。
一个合理的电感设计可以提高转换器的效率，并减少磁饱和和磁滞损耗。
1.1 电感参数选择在选择电感参数时，主要考虑以下几个因素：1. 工作频率：根据转换器的工作频率选择适当的电感。
2. 电流波形：根据转换器的电流波形选择合适的电感值和电感电流。
3. 磁饱和电流：选择电感的磁饱和电流要大于电感所能承受的最大电流。
1.2 电感设计步骤电感的设计步骤如下：1. 确定输入电压、输出电压和输出电流。
2. 计算电感的最小值：电感最小值 = （输出电压 - 输入电压） * 转换器开关周期 /输出电流3. 根据电感的最小值选择合适的电感。
4. 检查选择的电感是否满足磁饱和和磁滞损耗的要求。
二、电感优选系统为了系统地优化电感设计，可以建立一个电感优选系统。
该系统可以根据转换器的工作条件和要求，快速选择合适的电感。
2.1 电感性能评估指标在电感优选系统中，可以使用以下指标对电感性能进行评估：1. 磁芯材料：选择合适的磁芯材料可以减小磁滞损耗和磁饱和。
2. 电感值：根据转换器的工作条件选择合适的电感值。
3. 电感电流：选择电感的额定电流要大于预计的最大电流。
2.2 电感优选系统设计电感优选系统设计包括以下几个步骤：1. 确定转换器工作条件和要求。
2. 建立电感性能评估指标。
3. 列出磁芯材料、电感值和电感电流的范围。
4. 运用电感性能评估指标，筛选出符合要求的电感。
5. 进行电感参数的仿真和实验验证。
6. 根据仿真和实验结果，优化选择的电感。
三、总结本文介绍了DC-DC Buck转换器的电感设计和优选系统。
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。
DCDC参数计算公式
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) ESR(R)
12
19.2
0.5
1
10
10
22
0.1
输入纹波 峰峰值 (mV)
输出纹波 峰峰值 (mV)
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
电容的 ESR(R)
0.08 电感最 小饱和 电流(A) 2.42892
的值 预留电感公差10%）
作不至于饱和
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
纹波有效值的类似推导
相信很多人都知道 Buck Converter 电路中输入电容纹波电流有效值，在连续工作模式下可以用一下两个 公式来计算：
Icin.rms＝Io× (1 − D)× D
或 Icin.rms＝Io ×
(Vin − Vo)Vo Vin 2
然而，相信也有很多人并不一定 知道上面的计算公式是如何推导出来 的，下文将完成这一过程。
众所周知，在 Buck Converter 电 路中 Q1 的电流（Iq1）波形基本如右 图所示（或见第二页 Q1 电流波形）： 0～DTs 期间为一半梯形，DTs～Ts 期 间为零。当 0～DT 期间⊿Iq1 足够小 时，则 Iq1 波形为近似为一个高为 Io、 宽为 DTs 的矩形，则有：
Iq 1
=
⎧ ⎨
Io ( o < t < DTs
)
⎩ 0 ( DTs < t < Ts )
而对于 Iin，只要 Cin 容量足够大， 则在整个周期中是基本恒定的【见输 入电流(Iin)波形】，Iin 值由下式得出：
Iin＝(Vo/Vin)*Io＝DIo
由 KCL 得：Iin+Icin＝Iq1，这里 定义 Icin 流出电容为正向。所以在整 个周期中有：
即：
Icin.rms = Io (1− D) × D
又因为有 D = Vo ，所以得： Vin
Icin.rms = Io
(Vin − Vo)Vo Vin 2
Q1 电流（Iq1）波形：
的，所以有 Icin＝－DIo 根据有效值的定义，不难得出输入电容的纹波电流有效值 Icin.rms 的计算公式：
∫ ∫ Icin.rms = 1 [ DTs (Io − DIo)2 dt + Ts (−DIo)2 dt]
DCDC电路设计,Buck电路
Buck电路的应用
上图是一个芯片的典型应用图，我们可以看出其中由 10MQ100N肖特基二级管、L1、C2、R1、R2构成了buck 电路，Vout是要反馈到feedback端来与比较电压进行比较 来进行PWM调制的。因此，buck电路主要是在Switch中应 用。
DCDC电路设 计,Buck电路
电路的工作原理
先看一下buck电路原理图：
当开关导通时，电流回路如下：
由图中可以看到，当开关导通时，输入电压给电感充电，电感上的电流呈线 性上升，电感上的电压为： （Vin-Vout)*Ton 当开关断开时，电流回路如下：
电感上的电压为：(Vin-Vout)*Ton=Vout*Toff 因此，Vout=Vin*D;[D=Ton/(Ton+Toff)] 很显然，输出电压降低了。
电感的选择
需要说明的是在上页中提到的公式中：
fs-开关频率。对于一个给定的电感，提高fs可以减小纹波 电流和电压，但会增加MOS管的开关损耗。
∆I-纹波电流值，一般取纹波电流值为最大输出电流的 10%-50%，在我测试的芯片CAT7810给出的Imax=2A,所以 我公式中的∆I取0.2-0.5A。
电感和输出电容要根据负载电流和输出纹波要 求而定。具体的选择随后会讲到。
二极管的选择
一般，在给的二极管的Data sheet里都会有这些参数的数值，可以根据参数 来决定对二极管的选择，如下图为一肖特基二极管的Data:
下面我们需要知道为什么要选择肖特 基势垒二极管，即它的优点：
1.SBD具有开关频率高和正向压降低。 2.不存在电荷存贮效应。 3.具有良好的高频特性。 4.开关时间短。
Buck电路存在的优缺点
对于buck电路的有缺点我们需要和另一种电路 LDO(Low dropout regulater)低压差线性稳压 器进行比较，LDO是低压降的意思，优点是： 成本低，噪音低，静态电流小 。但其缺点是： 效率不高。 这样我们就可以得到buck电路的 优点是：效率高、可以输出大电流、静态电 流小。 缺点是：输出脉动和开关噪音较大、 成本相对较高。
dcdc电路开关管电流有效值
dcdc电路开关管电流有效值
在DC/DC转换器中，开关管电流的有效值取决于多个因素，包括输入和输出电压、电感、电容以及开关频率等。
在并联型DC/DC转换器中，开关管与负载并联，输出电压大于输入电压，因此也被称为升压型DC/DC转换器。
当开关管导通时，输入电压对电感进行充电，同时向电容和负载提供电压。
当开关管截止时，电感释放能量，同时电容对负载放电。
在计算开关管电流的有效值时，需要考虑电感的平均电流和占空比。
在Boost电路中，电感电流的平均电流和负载成正比。
因此，如果负载电流增加一倍（其他条件不变），电感电流中直流分量也增加一倍。
此外，开关管电流的有效值还受到输入和输出电压的影响。
在某些情况下，如果输入电压较低，开关管电流的有效值可能会很小。
总的来说，DC/DC转换器中开关管电流的有效值是一个复杂的问题，需要综合考虑多个因素。
在实际应用中，可以通过实验和仿真来获取准确的开关管电流有效值。
dcdc buck电路的计算
dcdc buck电路的计算一、DC-DC Buck电路简介DC-DC Buck电路，又称为降压型直流-直流变换器，是一种广泛应用于电子设备电源的电路。
它通过调整开关器件的导通与截止时间，实现输入电压与输出电压之间的能量传递。
Buck电路主要由开关器件、电感、电容和二极管等元件组成。
二、计算DC-DC Buck电路的步骤1.确定电路参数：包括输入电压、输出电压、开关频率等。
2.选择开关器件：根据电路参数，选择合适的开关器件，如MOSFET或IGBT等。
3.计算电感值：根据开关频率和输出电压纹波要求，选择合适的电感值。
4.计算电容值：根据输出电压、开关频率和电容电压应力要求，选择合适的电容值。
5.计算二极管的电压和电流：根据输出电压和电流，选择合适的二极管。
6.电路仿真与优化：通过电路仿真软件，对电路进行仿真，根据结果调整电路参数，直至满足性能要求。
三、电路参数计算实例以一款5V输出、3A电流的DC-DC Buck电路为例：1.确定电路参数：输入电压为12V，开关频率为100kHz。
2.选择开关器件：根据电流和电压要求，选择一款600V、3A的MOSFET。
3.计算电感值：根据开关频率和输出电压纹波要求，电感值为10uH。
4.计算电容值：根据输出电压、开关频率和电容电压应力要求，电容值为100uF。
5.计算二极管的电压和电流：根据输出电压和电流，选择一款40V、3A的整流二极管。
四、电路元件选择与应用1.开关器件：根据电路性能要求，选择合适电压、电流和开关速度的开关器件。
2.电感：选择合适电感值，以降低输出电压纹波和电磁干扰。
3.电容：选择合适容值，以减小输出电压波动和滤除高频干扰。
4.二极管：根据电路电压和电流要求，选择合适的整流二极管或肖特基二极管。
五、总结与建议DC-DC Buck电路作为一种常见的电源变换电路，在电子设备中具有广泛应用。
在设计过程中，要充分考虑电路性能要求，合理选择元件，并进行优化。
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输入电容纹波电流有效值
即：
Icin.rms = Io (1− D) × D
又因为有 D = Vo ，所以得： Vin
Icin.rms = Io
(Vin − Vo)Vo Vin 2
Q1 电流（Iq1）波形：
的，所以有 Icin＝－DIo 根据有效值的定义，不难得出输入电容的纹波电流有效值 Icin.rms 的计算公式：
∫ ∫ Icin.rms = 1 [ DTs (Io − DIo)2 dt + Ts (−DIo)2 dt]
Ts 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
DTs
Icin.rms = 1 [(Io − DIo)2 × DTs + (DIo)2 × (Ts − DTs)] Ts
输入电容纹波电流有效值
相信很多人都知道 Buck Converter 电路中输入电容纹波电流有效值，在连续工作模式下可以用一下两个 公式来计算：
Icin.rms＝Io× (1 − D)× D
或 Icin.rms＝Io ×
(Vin − Vo)Vo Vin 2
然而，相信也有很多人并不一定 知道上面的计算公式是如何推导出来 的，下文将完成这一过程。
=
⎧ ⎨
Io ( o < t < DTs
)
⎩ 0 ( DTs < t < Ts )
而对于 Iin，只要 Cin 容量足够大， 则在整个周期中是基本恒定的【见输 入电流(Iin)波形】，Iin 值由下式得出：
Iin＝(Vo/Vin)*Io＝DIo
由 KCL 得：Iin+Icin＝Iq1，这里 定义 Icin 流出电容为正向。所以在整 个周期中有：
众所周知，在 Buck Converter 电 路中 Q1 的电流（Iq1）波形基本如右 图所示（或见第二页 Q1 电流波形）： 0～DTs 期间为一半梯形，DTs～Ts 期 间为零。当 0～DT 期间⊿Iq1 足够小 时，则 Iq1 波形为近似为一个高为 Io、 宽为 DTs 的矩形，则有：
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）。
当频率低于300KHz 或500KHz 时，电容C1 的等效串连电感可以忽略，输出纹波电压主要取决于电容C0 和等效串连电阻R0。
图电容C1 的等效电路及电容C1 上的电流电压变化由上图可知，电容C1 上的电流为所以，电容C1 上的电流最大变化量为，故等效串连电阻R0 上产生的电压波动峰峰值为电容C0 上的电压纹波峰峰值为所以，输出电压OV 上的电压纹波ppV 为但从一些厂家的产品手册可知，大多数常用铝电解电容00*RC 是一个常数，且等于50~80*106F－～。
而Buck 变换器的工作频率一般为20～50KHz，所以其周期为20~50*106S。
buck电路纹波电流计算公式
buck电路纹波电流计算公式（原创版）目录1.Buck 电路概述2.Buck 电路的纹波电流计算公式3.应用实例正文1.Buck 电路概述Buck 电路，又称为降压电路，是一种基于开关管工作的 DC-DC 变换器。
其主要作用是将输入的高电压转换为较低电压以供电路使用。
Buck 电路的优势在于结构简单、效率高、输出电压可调范围宽等。
在电子设备中，Buck 电路被广泛应用于电源管理模块，为各种电子产品提供稳定的电源。
2.Buck 电路的纹波电流计算公式在 Buck 电路中，纹波电流是一种重要的参数，用于衡量电路输出电压的稳定性。
纹波电流的计算公式如下：纹波电流（I_ripple）= (V_input - V_output) / R_load其中，V_input 为输入电压，V_output 为输出电压，R_load 为负载电阻。
通过这个公式，我们可以计算出在给定的输入电压和输出电压下，Buck 电路中的纹波电流大小。
3.应用实例假设一个 Buck 电路的输入电压为 24V，输出电压为 5V，负载电阻为 10k Ω。
根据上面的公式，我们可以计算出纹波电流：纹波电流 = (24V - 5V) / 10kΩ = 1.9A这意味着在给定的输入电压、输出电压和负载电阻下，Buck 电路中的纹波电流为 1.9A。
为了降低纹波电流，可以采用增加滤波电容、减小开关管的切换速度等方法。
总之，Buck 电路是一种广泛应用于电源管理模块的 DC-DC 变换器，其纹波电流计算公式为纹波电流（I_ripple）= (V_input - V_output) / R_load。
第1页共1页。
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。
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。
Buck电路参数选取
uck电路参数选取（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. 肖特基二极管 Id_peak=Vrd=ViId_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 =ViIsw_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)2D+Iin2(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①(（Vi-Vo)/L)*D=（Vo/L）*(1-D) 已知输入电压Vi，输出电压Vo, 求出D; D=Vo/Vi②Io 为设定值已知输出电流Io;③Ton=T*D 求出Ton④((Vi-Vo)/L)Ton=dI=*Io 可求出L.L=((Vi-Vo) *Ton)/*Io)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：D=5/12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BOOST电路参数1. 占空比Vi *Ton/L=(Vo-Vi)*Toff/LD = (Vo-Vi)/VoD—占空比2. 电感选择dIL= Vi*Ton/LdIL= avg=Iin=Vo*Io/ViIL_avg = IinIL_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2. 肖特基二极管选择Id_peak =Vrd = VoId_peak—续流二极管峰值电流Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间）3. 开关管Isw_peak =Vsw = VoIsw_peak—开关管峰值电流Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间）4. 电容Icin_rms = dIL/Ico_rms = [Io2D+(Iin-Io)2(1-D)]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。
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。
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。
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=
⎧ ⎨
Io ( o < t < DTs
)
⎩ 0 ( DTs < t < Ts )
而对于 Iin，只要 Cin 容量足够大， 则在整个周期中是基本恒定的【见输 入电流(Iin)波形】，Iin 值由下式得出：
Iin＝(Vo/Vin)*Io＝DIo
由 KCL 得：Iin+Icin＝Iq1，这里 定义 Icin 流出电容为正向。所以在整 个周期中有：
众所周知，在 Buck Converter 电 路中 Q1 的电流（Iq1）波形基本如右 图所示（或见第二页 Q1 电流波形）： 0～DTs 期间为一半梯形，DTs～Ts 期 间为零。当 0～DT 期间⊿Iq1 足够小 时，则 Iq1 波形为近似为一个高为 Io、 宽为 DTs 的矩形，则有：
Iq 1
输入电容纹波电流有效值
相信很多人都知道 Buck Converter 电路中输入电容纹波电流有效值，在连续工作模式下可以用一下两个 公式来计算：
Icin.rms＝Io× (1 − D)× D
或 Icin.rms＝Io ×
(Vin − Vo)Vo Vin 2
然而，相信也有很多人并不一定 知道上面的计算公式是如何推导出来 的，下文将完成这一过。
即：
Icin.rms = Io (1− D) × D
又因为有 D = Vo ，所以得： Vin
Icin.rms = Io
(Vin − Vo)Vo Vin 2
Q1 电流（Iq1）波形：
Icin＝Iq1-Iin
即：
{ Icin = Io−DIo(0<t<DTs) −DIo( DTs<t<T )
输入电流(Iin)波形：
对 Icin 的表达式可以这样理解： 在 Q1 导通期间输入端和输入电容共 同向输出端提供电流，因此输入电容 电流等于 Q1 电流减去输入端电流；在 Q1 关断期间输入端对电容充电，以补 充在 Q1 导通期间所泄掉的电荷，而此 时电流方向与所定义的正向是相反
的，所以有 Icin＝－DIo 根据有效值的定义，不难得出输入电容的纹波电流有效值 Icin.rms 的计算公式：
∫ ∫ Icin.rms = 1 [ DTs (Io − DIo)2 dt + Ts (−DIo)2 dt]
Ts 0
DTs
Icin.rms = 1 [(Io − DIo)2 × DTs + (DIo)2 × (Ts − DTs)] Ts