BOOST升压电路的电感、电容计算
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。
BOOST升压电路参数计算
BOOST升压电路参数计算
1. 占空比
Vi *Ton/L=(Vo-Vi)*Toff/L
D = (Vo-Vi)/Vo
D—占空比
2. 电感选择
dIL= Vi*Ton/L
dIL=0.2IL_ avg=0.2Iin
Iin=Vo*Io/Vi
IL_avg = Iin
IL_peak = 1.1Iin
IL_rms = ILavg*(1+0.22/12)0.5
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 = 1.1Iin
Vrd = Vo
Id_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 = 1.1Iin
Vsw = Vo
Isw_peak—开关管峰值电流
Vsw_peak—开关管耐压(Toff期间)
4. 电容
Icin_rms = dIL/120.5
Ico_rms = [Io2D+(Iin-Io)2(1-D)]0.5
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。
电感的计算方法和BOOST升压电路的电感、电容计算
电感计算方法加载其电感量按下式计算:线圈公式阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH),设定需用 360ohm 阻抗,因此:电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ?(2*3.14159) ?F (工作频率) =360 ?(2*3.14159) ?7.06 = 8.116mH据此可以算出绕线圈数:圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ?圈直径 (吋) 圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ?2.047 = 19 圈空心电感计算公式空心电感计算公式:L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)D------线圈直径N------线圈匝数d-----线径H----线圈高度W----线圈宽度单位分别为毫米和mH。
空心线圈电感量计算公式:l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)线圈电感量 l单位: 微亨线圈直径 D单位: cm线圈匝数 N单位: 匝线圈长度 L单位: cm频率电感电容计算公式:l=25330.3/[(f0*f0)*c]工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q值决定谐振电感: l 单位: 微亨线圈电感的计算公式作者:线圈电感的计算公式转贴自:转载点击数:2991。
针对环行CORE,有以下公式可利用: (IRON)L=N2.AL L= 电感值(H)H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈)AL= 感应系数H-DC=直流磁化力 I= 通过电流(A)l= 磁路长度(cm)l及AL值大小,可参照Micrometal对照表。
例如: 以T50-52材,线圈5圈半,其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋),经查表其AL值约为33nHL=33.(5.5)2=998.25nH≒1μH当流过10A电流时,其L值变化可由l=3.74(查表)H-DC=0.4πNI / l = 0.4?.14?.5?0 / 3.74 = 18.47 (查表后)即可了解L值下降程度(μi%)2。
升压电感的计算方法
基于L6562的高功率因数boost电路的设计0 引言Boost是一种升压电路,这种电路的优点是可以使输入电流连续,并且在整个输入电压的正弦周期都可以调制,因此可获得很高的功率因数;该电路的电感电流即为输入电流,因而容易调节;同时开关管门极驱动信号地与输出共地,故驱动简单;此外,由于输入电流连续,开关管的电流峰值较小,因此,对输入电压变化适应性强。
储能电感在Boost电路起着关键的作用。
一般而言,其感量较大,匝数较多,阻抗较大,容易引起电感饱和,发热量增加,严重威胁产品的性能和寿命。
因此,对于储能电感的设计,是Boost电路的重点和难点之一。
本文基于ST公司的L6562设计了一种Boost电路,并详细分析了磁性元器件的设计方法。
1 Boost电路的基本原理Boost电路拓扑如图1所示。
图中,当开关管T导通时,电流,IL流过电感线圈L,在电感线圈未饱和前,电流线性增加,电能以磁能的形式储存在电感线圈中,此时,电容Cout 放电为负载提供能量;而当开关管T关断时,由于线圈中的磁能将改变线圈L两端的电压VL卡及性,以保持其电流IL不突变。
这样,线圈L转化的电压VL与电源Vin串联,并以高于输出的电压向电容和负载供电,如图2所示是其电压和电流的关系图。
图中,Vcont为功率开关MOSFET的控制信号,VI为MOFET两端的电压,ID为流过二极管D的电流。
以电流,IL作为区分,Boost电路的工作模式可分为连续模式、断续模式和临界模式三种。
式(2)即为Boost电路工作于连续模式和临界模式下的基本公式。
式(2)即为Boost电路工作于连续模式和临界模式下的基本公式。
2 临界状态下的Boost-APFC电路设计基于L6562的临界工作模式下的Boost-APFC电路的典型拓扑结构如图3所示,图4所示是其APFC工作原理波形图。
利用Boost电路实现高功率因数的原理是使输入电流跟随输入电压,并获得期望的输出电压。
BOOST升压电路的电感、电容计算
BOOST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 --- f1: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*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,don=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-don)/(f*2*Io) ,参数带入,Lx=38.5uH,deltaI=Vi*don/(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*don/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A,I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(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*don/(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其他参数:电感:L 占空比:don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。
boost电源工作原理
Boost电源是一种常见的直流升压电路,其工作原理如下:
1.输入电压为Ui,电感为L,二极管为D,电容为C,输出电压
为Uo。
2.电路工作时,二极管D处于导通状态,电流从电感L的左端流
入,右端流出,此时电感L开始存储能量。
3.当电流增加时,电感L两端的电压会升高,但电容C两端的电
压保持稳定,因此输出电压Uo等于电容C两端的电压,即
Uo=Ui。
4.当电流减小时,电感L两端的电压会降低,此时二极管D仍然
处于导通状态,电流从电感L的右端流入,左端流出,电感L 开始释放能量。
5.电感L和电容C之间的振荡电路会不断重复上述过程,使得输
出电压Uo始终高于输入电压Ui。
6.当负载电流减小时,二极管D导通的时间变长,电感L释放的
能量增多,输出电压Uo会略有上升。
7.当负载电流增大时,二极管D导通的时间变短,电感L释放的
能量减少,输出电压Uo会略有下降。
8.因此,Boost电源可以实现输出电压的稳定输出,同时具有较
高的效率和高负载响应能力。
需要注意的是,Boost电源在运行过程中可能会产生较高的纹波电流和噪声,因此在实际应用中需要采取适当的滤波措施。
BOOST—直流升压电路
BOOST 电路-直流升压变换电路:
基本电路形式:
直流输出电压的平均值高于输出电压的平均值
1.电感电流连续
电感电流连续时,BOOST 变换器分为两个工作阶段:
T 导通,即on t 期间:
电源为只为电感提供能量,电感储能,电源不给负载提供能量,负载仅靠储于电容C 中的能量维持工作;
T 关断,即off t 期间:
电源跟电感共同向负载供电,同时还给电容C 充电,电源对BOOST 电路的输入电流就是升压电感L 电流
故输出电压能够大于输入电压。
维持电感电流临界连续时的电感值为: d OK S O U I DT L 2=
电感电流临界连续的负载电流平均值为: d O S OK U L DT I 2=
当实际负载电流
,O I 大于临界连续值OK I 时,电感电流连续,当实际负载电流等于临界连续值OK I 时,电感电流临界连续,当负载电流小于临界电流OK I 时,电感电流断续,
开关频率越高,电感L 越大,
OK I 越小,越容易实现电感电流连续工作的情况 <1>输出
输出电压 D U U d
O -=1,输出电流d O I D I )1(-=
<2>电感电流的峰-峰值
fL D
U I d L =∆
<3>输出电压纹波为(,O u ∆为纹波电压) ,S L O O T C R D U U =∆
τS
O O T D U U =∆
C R L =τ,为时间常数
注:实际中,选择电感电流的增量L I ∆时,应使电感的峰值电流L d I I ∆+不大于最大平均直流输入电流
d I 的0020,防止电感L 饱和失效。
Boost电路参数的设计(电感,电容)
2 系统设计2. 1 Boost 升压电感的设计要想设计出性能优良的PFC 电路,除了IC外围电路各元件值选择合理外,还需特别认真选择Boost 升压储能电感器。
它的磁性材料不同,对PFC 电路的性能影响很大,甚至该电感器的接法不同,且会明显地影响电流波形;另外,驱动电路的激励脉冲波形上升沿与下降沿的滞后或振荡,都会影响主功率开关管的最佳工作状态。
当增大输出功率到某个阶段时,还会出现输入电流波形发生畸变甚至出现死区等现象。
因此,在PFC 电路的设计中,合理选择Boost PFC 升压电感器的磁心与绕制电感量是非常重要的。
电感值的计算以低输入电压Uin(peak) 和对应的最大占空比Dmax时保证电感电流连续为依据,计算公式为:式中Uin(peak)———低输入交流电压对应的正弦峰值电压,VDmax———Uin(peak) 对应的最大占空比ΔI———纹波电流值,A; 计算时,假定为纹波电流的30%fs———开关频率,Hz占空比的计算公式为:若输入交流电压为220 V( 最低输入电压为85 V),输出直流电压为390 V,开关频率为fs =50 kHz,输出功率Po =350 W,则可计算得到Dmax =0. 78,纹波电流为1. 75 A,从而求得电感值L3 =713 μH,实际电感值取为1 mH。
由于升压电感工作于电流连续模式,需要能通过较大的直流电流而不饱和,并要有一定的电感量,即所选磁性材料应具有一定的直流安匝数。
设计中,升压电感器采用4 块EE55 铁氧体磁心复合而成,其中心柱截面气隙为1. 5 mm,Boost 储能电感器的绕组导线并不用常规的多股0. 47 mm漆包线卷绕,而是采用厚度为0. 2mm、宽度为33 mm 的薄红铜带叠合,压紧在可插4 块EE55 磁心的塑料骨架上,再接焊锡导线引出,用多层耐高压绝缘胶带扎紧包裹。
去消用薄铜带工艺绕制的Boost 储能电感,对减小高频集肤效应、改善Boost 变换器的开关调制波形、降低磁件温升均起重要作用。
BOOST和cuk电路的设计
电力电子课程设计一、 设计要求1.BOOST 电路,输入电压:80v 。
输出电压:91v —128v 。
占空比:13.6%—41.8%2.CUK 电路,输入电压:80v 。
输出电压:50v —105v 。
占空比:27%—58.9% 输出电阻R 为1k ,PWM 波周期为2.2e-5s ,根据设计要求,计算出一个实验线路图中的开关器件的电感,电容数值以及型号。
二、 设计方案和电路图BOOST 电路图Boost 基本工作原理:Boost 电路可称为升压斩波电路,假设电路中电感L 值很大,电容C 值也很大。
当V 处于通态时,电源E 向电感L 充电,充电电流基本恒定为I 1,同时C 上的电压向负载R 供电,因为C 也很大,基本保持输出电压为恒值U 0.设V 通态时间为t on ,此阶段L 积蓄能量为 E I 1t on 。
当V 处于断态时E 和L 共同向C 充电,并向负载R 提供能量。
设V 处于断态时间为t off ,则这期间电感L 释放能量为(U 0-E )I 1t off .一周期T 中,电感L 积蓄的能量和释放的能量相等,即 E I 1 t on =(U 0-E )I 1t off化简得: U 0=T/ t off E 输出电压高于电源电压。
CUK 电路图Cuk基本工作原理:当可控开关V处于通态时,E-L1-V回路和R-L2-C-V回路分别流过电流。
当V处于断态时,E-L1-C-VD回路和R-L2-VD回路分别流过电流。
输出电压的极性与电源电压极性相反。
该电路的等效电路相当于开关S在A、B两点之间交替切换。
在该电路中,稳态是电容C的电流在一周期内的平均值应为零,也就是其对时间的积分为零。
其中:I2 ton= I1toff所以:I2/ I1= toff/ ton=(1-α)/ α可以得到输出电压与电源电压的关系为:U 0= ton/ toffE=α/(1-α) E三、参数计算Boost电路:D=20%L=(U d D)/(F△I)=28.16 mH C=(I0D)/(△U f)=1.3uFCuk电路:D=40%L1=L2=(U d D)/(△I f)=0.198HC1=(I(1-D))/(△U f)=0.132uF C2=(U d D)/(8L2△U f2)=0.00183uF四:仿真电路设计1.BOOST电路参数:L=0.02816H C=1.3E-6输出电压为100V2.CUK电路参数:L1=0.198; C1=1.32e-7; C2=1.833E-9输出电压为53V五:参数及对应的波形图参数:L=0.02816 C=1.3e-6输出电压为100V1.输入电流采样波形图2.脉冲采样波形、通过电力MOSFET电流采样波形、输出电压波形L=0.02816,C=1.3e-6D=20%输入电流采样波形图2.脉冲采样波形、通过电力MOSFET电流采样波形、通过二极管电流采样波形、输出电压波形L1=L2=0.198,C1=5.3e-7,C2=1.833e-9D=40%。
BOOST 电路 电感值计算
()L
D T V V V D in o L I )
1(2-⋅--=
∆
由于在稳态时这两个电流的变化量的绝对值相等,所以有伏秒相等:
V in *T on = (V o -V in )T off
)1()(D T V V V TD V D in o in ---=
化简得:电压增益: D
V V M in o -==
11 最大占空比:o
in
o V V V D -=
由以上可知,电压增益总是大于1.故称为升压变换器.
四.举例
电路输入90VDC,输出400VDC,输出功率400W,变换器频率100KHZ,选用TDK PQ3230的磁芯,试算出实际的电感.
选取铁氧体磁芯:TDK PQ32/30 (PC40) 技术参数:νin =90VDC,Vo=400Vdc
P OUT =400W,f k=100kHz ,Krp
取
0.3.(Krp=Ir/Ilp)
4.1 电感计算 (1) 最大占空比D
o
in
o V V V D -=
Io Vo I V L in ⋅=⋅ 能量守恒 其中I L 为电感平均电流。
又因为有:
D
V V in o -=11 所以有D
Io
I L -=
1 (1) 电感平均电流为电流三角形面积的平均值 ,
所以,L T D V T DT
L V T D DT T I T D DT I in in L ⋅⋅=
⋅-+=∆-+=21))1((21
))1((21 (2) 将(2)代入(1)得,
f
I D D V I T D D V L o in o in ⋅-⋅⋅=⋅-⋅⋅=2)
1(2)1(。
BOOST升压电路的电感、电容计算
deltaI Vi * don / L * f ,参数带入,deltaI=0.72A, Io deltaI Io deltaI ,I2 , 2 2 1 don 1 don
I1
参数带入, I 1 1.2 A, I 2 1.92 A 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*don/(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
BOOST 升压电路的电感、电容计算 已知参数: 输入电压:12V 输出电压:18V 输出电流:1A 输出纹波:36mV 工作频率:100KHz 其他参数: 电感:L 初始电流:I1 输出电容:C 占空比:don 峰值电流:I2 电流的变化:deltaI 线圈电流:Irms 整流管压降:Vd --- Vi ---Vo --- Io --- Vpp --- f
(Vd 0.6974)
don
Vo Vd Vi 参数带入, don 0.572 (0.3582) Vo Vd
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 don / f * 2* Io ,参数带入,Lx=38.5uH,
************************************************************************ 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,
Vi * don (Vo Vd Vi ) *(1 don) 即整理后有 f *L f *L
boost升压电路的电感、电容计算
BOOST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************************************************************************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*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有(Vd=0.6974)don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,don=0.572(0.3582)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-don)/(f*2*Io),参数带入,Lx=38.5uH,deltaI=Vi*don/(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*don/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A,I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(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*don/(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其他参数:电感:L 占空比:don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。
BOOST升压电路的电感电容计算
BOOST升压电路的电感电容计算首先,我们需要计算所需的电感值。
电感主要用于存储能量,以供应给负载或电源系统。
在BOOST升压电路中,电感的主要作用是平滑电流并提供能量。
计算电感值的一个重要因素是输出电流的最大值。
输出电流定义了电感的最小值。
一般来说,电感的最小值可以通过以下公式计算得出:L = (Vout - Vin) * ((Ton * Ts) / (Vin * DeltaI))其中,L为电感值,Vout为升压电路的输出电压,Vin为输入电压,Ton为开关管导通时间,Ts为开关管的开关周期,DeltaI为输出电流的涨幅。
另一个需要考虑的因素是电感的电流波形,即电感电流的峰值和谷值。
BOOST升压电路中,电感电流的峰值一般是输入电流的两倍,谷值一般为零。
因此,电感的设计也需要满足这些要求。
在确定所需的电感值之后,我们还需要计算所需的电容值。
电容主要用于存储能量,以供应给负载或电源系统。
在BOOST升压电路中,电容的主要作用是平滑输出电压并提供稳定的电源。
计算电容值的一个重要因素是输出电流的涨幅速率。
输出电流的涨幅速率定义了电容的最大值。
一般来说,电容的最大值可以通过以下公式计算得出:C = (DeltaI * Ton) / (Vout * DeltaV)其中,C为电容值,DeltaI为输出电流的涨幅,Ton为开关管导通时间,Vout为升压电路的输出电压,DeltaV为输出电压的涨幅。
另一个需要考虑的因素是电容的额定电压。
BOOST升压电路中,输出电压的涨幅一般是输入电压的两倍。
因此,电容的设计还需要满足这一要求。
在设计实际的BOOST升压电路时,还需要考虑电感和电容的参数范围。
一般来说,电感的值范围在几微亨到几毫亨之间,电容的值范围在几微法到几毫法之间。
同时,还需要考虑电感和电容的尺寸和成本。
综上所述,设计BOOST升压电路时需要计算所需的电感和电容。
通过计算输出电压、输入电压、开关管导通时间、开关周期、输出电流的涨幅、输出电压的涨幅、电容的额定电压等参数,可以确定所需的电感和电容的数值。
2020年电赛」电源题详细技术方案,立即收藏!
2020年电赛」电源题详细技术方案,立即收藏!此电源系统的大体电路模块可分为控制电路、整流电路、Boost升压电路、单相逆变电路、交流直流采样电路、辅助电源电路。
经过分析,系统以STM32F103RCT6作为主控芯片,采用Boost升压电路对输入电压升压,使逆变之前的直流电压维持在60V以上,从而使电压和负载调整率大大提高;采用全桥式DC-AC变换器,极大的提高电源工作效率;采用单极性SPWM调节来降低谐波分量,从而减小输出波形的失真度;方案分析通过对赛题的分析研究,我们认为,要完成题目需要满足以下几个指标:1)无论交流供电还是直流供电时,输出电压都要满足=30V0.2V。
2)在指标1的条件下单片机闭环调制使负载调整率和电压调整率尽可能低。
3)在满足以上的的条件下,使电路整体的效率尽可能高。
2.1 整流方案采用全桥整流电路。
全桥整流电路是对半波整流的改进,利用二极管单向导电性进行整流。
桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点,实际应用广泛。
2.2 DC-AC变换器方案采用全桥逆变电路。
全桥逆变电路中互为对角的两个开关同时导通,而同一侧半桥上下两开关交替导通,将直流电压转换成幅值为的交流电压,通过改变开关的占空比改变输出电压。
2.3 DC-DC变换器方案采用Boost升压式DC-DC变换器。
开关的开通和关断受外部PWM信号控制,通过改变PWM控制信号的占空比可以相应实现输出电压的变化。
该电路采用直接直流升压方式,电路结构较为简单,损耗较小,效率较高。
2.4 PWM模式采用单极性PWM控制模式。
单极性调制方式的特点是在一个开关周期内两只功率管以较高的开关频率互补开关,保证可以得到理想的正弦输出电压;另两只功率管以较低的输出电压基波频率工作,从而很大程度上减小了开关损耗。
但又不是固定其中一个桥臂始终为低频,另一个桥臂始终为高频,而是每半个输出电压周期切换工作,这样可以使两个桥臂的功率管工作状态均衡,在选用同样的功率管时,能使其使用寿命均衡,增加了器件可靠性。
boost电路输出电压和输入电压的计算方法
标题:深度解析boost电路输出电压和输入电压的计算方法一、引言在电子电路领域中,boost电路是一种常见的升压变换器,它能够将输入电压升高到所需的输出电压。
而要正确设计和应用boost电路,就需要深入了解其输出电压和输入电压的计算方法。
二、boost电路的工作原理boost电路是一种非绝缘型升压变换器,其工作原理非常简单直观。
通过控制开关管的导通和截止,可以实现将输入电压增加到更高的输出电压。
具体来说,当开关管导通时,电感储能,然后在开关管截止时,电感释放能量,从而提供给负载。
三、boost电路输出电压的计算方法1. 理想boost电路输出电压的计算方法可以通过以下公式来表示: Vout = Vin * (1 + D)其中,Vout为输出电压,Vin为输入电压,D为占空比。
2. 在实际boost电路中,还需要考虑电路的损耗以及元器件的特性,因此输出电压的实际计算方法会更加复杂。
我们需要考虑负载性能、开关管的导通和截止损耗、电感的特性等因素。
3. 另外,由于boost电路是一种非绝缘型升压变换器,输出电压也会受到输入电压波动、负载变化等因素的影响,因此在实际应用中需要进行合理的设计和控制。
四、boost电路输入电压的计算方法1. 理想boost电路输入电压的计算方法与输出电压类似,也可以通过占空比来控制。
一般来说,输入电压应当大于输出电压,且要考虑到开关管的导通和截止。
2. 在实际boost电路设计中,需要综合考虑输入电压范围、输入电流波动、稳压特性等因素,以确保boost电路能够稳定可靠地工作。
五、个人观点和理解在设计boost电路时,输出电压和输入电压的计算是非常重要的,它直接影响到电路的工作性能和稳定性。
在进行设计和应用时,需要深入研究和理解boost电路的工作原理,充分考虑实际因素的影响,并进行合理的设计和控制。
六、总结boost电路的输出电压和输入电压的计算方法是一个复杂而又关键的问题。
开关电源储能电容计算
防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加, 这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。
放电过程如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。当开关断开(三 极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为 0,而是缓 慢的由充电完毕时的值变为 0。而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电, 即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。升压完 毕。
说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时 电感放出能量。
如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。 如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压 的输出电容,Boost 拓扑中,在开关开通(DT,D 占空比,T 开关周期)期 间,负载电流 Io 完全由输出电容 Co 提供,而输出电压最大能接受波动△U 伏,那么可以大 致通过 Comin=Io*DT/△U 来计算一下,提供个参考。。。。。 其它类似,根据电容的基本性质去计算就 ok。。。
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作
原理
Boost和Buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理如下:
1. Boost拓扑电路:Boost电路是一个升压电路。
当开关管导通时,输入电压Vi对电感Ls充电,形成的回路是:输入Vi→电感Ls→开关管Q。
当开关管关断时,输入的能量和电感能量一起向输出提供能量,形成的回路是:输入Vi→电感Ls→二极管D→电容C→负载RL。
此时负载的供电电源相当于Vi加上电感的感应电动势,从而实现升压。
2. Buck拓扑电路:Buck电路是一个降压电路。
当开关闭合时,续流二极管D是截止的,由于输入电压Vi与储能电感Ls接通,因此输入-输出压差(Vi-Vo)就加在Ls上,使通过Ls上的电流线性地增加。
在此阶段,除向负载供电外,还有一部分电能储存在电感Ls和电容Cr中。
当开关断开时,在电感Ls上产生反向电动势,使二极管D从截止变成导通。
如需了解更多信息,建议咨询专业技术人员或者查阅相关技术手册。
BOOST 电路 电感值计算
()L D T V V V D in o L I )1(2-⋅--=∆
由于在稳态时这两个电流的变化量的绝对值相等,所以有伏秒相等:
V in *T on = (V o -V in )T off
)1()(D T V V V TD V D in o in ---=
化简得:电压增益: D
V V M in o -==11 最大占空比:o
in o V V V D -=
由以上可知,电压增益总是大于1.故称为升压变换器.
BOOST 变换器电感的计算
四.举例
电路输入90VDC,输出400VDC,输出功率400W,变换器频率100KHZ,选用TDK PQ3230的磁芯,试算出实际的电感.
选取铁氧体磁芯:TDK PQ32/30 (PC40)
技术参数:νin =90VDC,V o=400Vdc P OUT =400W,f k=100kHz ,Krp 取0.3.(Krp=Ir/Ilp)
4.1 电感计算
(1) 最大占空比D
o
in
o V V V D -=
Io Vo I V L in ⋅=⋅ 能量守恒 其中I L 为电感平均电流。
又因为有:D V V in
o
-=11
所以有D Io
I L -=1 (1)
电感平均电流为电流三角形面积的平均值 , 所以,L T
D V T DT
L V T D DT T I T D DT I in
in L ⋅⋅=⋅-+=∆-+=21))1((21
))1((2
1
(2) 将(2)代入(1)得,
f I D D V I T D D V L o in o in ⋅-⋅⋅=⋅-⋅⋅=2)
1(2)1(。
buck降压和Boost升压电路原理介绍
buck 降压和Boost 升压电路原理介绍
本文主要讲了buck 降压和Boost 升压电路原理,电路图、占空比、电感量、输出电容以及工作原理、假设及参数计算,下面就随小编来看看吧。
一、boost 电路工作原理
boost 升压电路,开关直流升压电路(即所谓的boost 或者step-up 电路)原
理2007-09-29 13:28the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直
流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。
基本电路图见图一。
假定那个开关(三极管或者mos 管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路
充电过程
在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。
这时,输入电压流过电感。
二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。
随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。
放电过程
如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。
当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。
而原来的电路已断开,于是电感只能。
- 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)。
【转】 BOOST升压电路的电感、电容计算
2011-05-06 23:54
转载自分享
最终编辑kxw102
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
***************************************************************** *******
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*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有
don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,don=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-don)/(f*2*Io),参数带入,Lx=38.5uH,
deltaI=Vi*don/(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*don/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A,
I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(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*don/(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
其他参数:
电感:L 占空比:don
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。