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  • BUCK電路中電感值的計(jì)算介紹
    • 發(fā)布時(shí)間:2023-03-24 16:06:03
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    BUCK電路中電感值的計(jì)算介紹
    在介紹參數(shù)計(jì)算之前,我們來看一下電感電流的紋波率,先來看一個(gè)電感的電流波形如圖一示。
    BUCK 電路 電感
    (圖一)
    電流紋波率:?I/IL=?I/Io,因?yàn)?I=2Iac,所以?I/IL=2Iac/IL,要想?I變小或者接近于零,需要電感磁芯的處理能力大于等于電感儲(chǔ)存的能量,磁芯體積與處理能力成正比,與磁芯材質(zhì)也有關(guān)系。
    看一下電感電流與電感能量的關(guān)系圖,如圖二示,由圖二我們可以看出電感的能量越大電感電流的紋波率越小,也就說明電感對電流的遏制能力很強(qiáng),而紋波率一般取0.4就可以。
    BUCK 電路 電感
    (圖二)
    電感實(shí)戰(zhàn)計(jì)算公式推導(dǎo)(圖三):
    BUCK 電路 電感
    (圖三)
    電感兩端感應(yīng)電壓=電感電流的變化率*L,用公式表示:U=?I*L/t,而感應(yīng)電壓分為兩個(gè)狀態(tài),開關(guān)ON時(shí)候的感應(yīng)電壓與開關(guān)OFF的感應(yīng)電壓,用公式表示。
    Von=?Ion*L/Ton
    Ion=Von*Ton/L    式1
    Voff=?Ioff*L/Toff
    Ioff=Voff*Toff/L   式2
    因?yàn)檎伎毡菵=Ton/T,所以Ton=T*D,等式兩邊同時(shí)被T減,得出Toff=T(1-D),由T=1/f,得Ton=D/f,Toff=(1-D)/f,把Ton、Toff代入式1、2中得
    Ion=Von*D/L*f      式3
    Ioff=Voff*(1-D)/L*f   式4
    當(dāng)開關(guān)開通時(shí)候忽略續(xù)流二極管壓降,電感兩端感應(yīng)電壓等于Vin-Vo,當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)候忽略續(xù)流二極管壓降,電感兩端感應(yīng)電壓等于Vo,代入式3、4得
    Ion=(Vin-Vo)*D/L*f  式5
    Ioff=Vo*(1-D)/L*f      式6
    由電感紋波率γ=?I/Io,?I同樣分為ON和OFF時(shí),故而開關(guān)ON時(shí)候γ=?Ion/Io 式7,開關(guān)OFF時(shí)候γ=?Ioff/Io   式8,代入式5、6得
    Io*γ=(Vin-Vo)*D/L*f
    L=(Vin-Vo)*D/Io*γ*f    式9
    Io*γ=Vo*(1-D)/L*f
    L=Vo*(1-D)/Io*γ*f      式10
    式9、10中:L為實(shí)際電感量單位H,Vin輸入電壓單位V,Vo輸出電壓單位V,D是占空比,Io是輸出電流單位A,f是開關(guān)頻率單位Hz,γ是紋波系數(shù)一般取0.4
    總結(jié):
    當(dāng)電感的線徑確定下來以后,電感的額定電流就確定下來了,實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)要求負(fù)載電流不超過電感的額定電流值,最好是負(fù)載的峰值電流小于等于電感的額定電流值,一般情況下電感額定電流我們要放置1.2倍余量,即電感的額定電流大于等于1.2倍的負(fù)載峰值電流。
    BUCK電路中電感值的實(shí)戰(zhàn)計(jì)算:
    BUCK 電路 電感
    (圖四)
    如圖四所示的BUCK電路中,已知輸入電壓Vin=24V,輸出電壓Vo=12V,γ=0.4,L=Vo*(1-D)/Io*γ*f,D=Vo/Vin=12V/24V=1/2,把已知量代入電感公式中。
    BUCK 電路 電感
    以上兩種方法都可以求得電感值。
    f:輸入交流電壓的頻率
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