降压型变换器电路设计

课程设计：

降压型变换器的设计

规格要求：

1.输出电压：5v。

2.输出电流：1A。

3.输入电压范围：12V±3V。

4.开关频率：约80kHZ。

5.输出纹波电压：50mV P-P。

在设计时通过各部分的设计来实现这样的规格。

设计步骤

1.确定规格。

2.根据经验进行条件假设。

3.计算基本参数。

4.计算电感器电流。

5.计算输出电容器。

原理图

R L

根据经验的条件假设

由于规格没有给出设备效率和电感器的纹波电流值。在设计时要根据经验给出。

如果开关元件是双极型晶体管，假设效率h为80%；如果开关元器件是功率MOSFET，

I I I）增加，以提高设计则假设效率为90%。由假设的效率，使与输入有关的电流（,,

Q D L

精度。 增大电感器的电流纹波率L L I I D ，电感器可以变小，但给开关器件或滤波电容器带来的压力变大。一般认为，设L L I I D =30%（=±15%）时可以取得平衡性良好的设计，所以这里也取此值。30%的电流纹波率是通用值。

()1in out on

L V V T I L -D =, L L L out

I I I I h D D = 计算基本参数

1. 11

2.5s s T f s m ==

2. 5/120.417out in V V a ===

3. 5.21on s T T s a m ==

这些参数将成为以下计算的基础。

求解电感器电流

由on T 和L L I I D 可求得电感器电流的最大值以及与纹波电流L I D 和开关器件相关的电流的最大值。出于降额目的，应选择电流额定值为此值的1.25倍以上的电感器与半导体。

1. 1.11Lave out I I A h ==

()0.3 1.110.33L L L L I I I I D =D =?

max 2 1.110.165 1.28L Lave L I I I A =+D =+=

2. ()1110in out on

L V V T I H I m -==D

3. 由max max max L Q D I I I ==，选择功率MOSFET 及二极管。

如果选取的1L 与计算值不同时，返回假设重新计算。

计算输出电容器

考虑纹波电流L I D 只流过输出电容器（C I ），从而电容器的等效串联电阻ESR 与L I D 的积即为输出纹波电压out V D ，应选择具有能保证此值在规格的out V D 以下的ESR 的电容器。

0.16out L ESR V I =D D =W

以上是功率部分的设计结束。经常会出现实际的元器件的值与计算值不一致的情况，对于这种情况，应按照上文的算式重新计算。

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