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开关电源电感大小计算]

开关电源电感大小计算]
开关电源电感大小计算]

为开关电源选择合适的电感

感常为储能元件,也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上,用来平滑电流。电感也被称为扼流圈,特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说,由于磁通连续特性,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的电压尖峰。

电感为磁性元件,自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和,有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和,也有的应用不允许电感出现饱和,这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下,电感工作在“线性区”,此时电感值为一常数,不随着端电压与电流而变化。但是,开关电源存在一个不可忽视的问题,即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数),一个是不可避免的绕线电阻,另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。杂散电容在低频时影响不大,但随频率的提高而渐显出来,当频率高到某个值以上时,电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集中”为一个电容,则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。

当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时,不妨考虑下面几个特点:

1. 当电感L中有电流I流过时,电感储存的能量为:

E=0.5×L×I2 (1)

2. 在一个开关周期中,电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为:

V=(L×di)/dt (2)

由此可看出,纹波电流的大小跟电感值有关。

3. 就像电容有充、放电电流一样,电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比,电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感电压变化,电流变化率di/dt也将变化;正向电压使电流线性上升,反向电压使电流线性下降。

计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常

重要。

从图1可以看出,流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成,因为交流分量具有较高的频率,所以它会通过输出电容流入地,产生相应的输出纹波电压dv=di×R ESR。这个纹波电压应尽可能低,以免影响电源系统的正常操作,一般要求峰峰值为

10mV~500mV。

图1:开关电源中电感电流。

纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸,纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%,因此对降压型电源来说,流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。

降压型开关电源的电感选择

为降压型开关电源选择电感器时,需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大纹波电流、占空比。下面以图2为例说明降压型开关电源电感值的计算,首先假设开关频率为300kHz、输入电压范围12V±10%、输出电流为1A、最大纹波电流300mA。

图2:降压型开关电源的电路图。

最大输入电压值为13.2V,对应的占空比为:

D=Vo/Vi=5/13.2=0.379 (3)

其中,Vo为输出电压、Vi为输出电压。当开关管导通时,电感器上的电压为:

V=Vi-Vo=8.2V (4)

当开关管关断时,电感器上的电压为:

V=-Vo-Vd=-5.3V (5)

dt=D/F (6)

把公式2/3/6代入公式2得出:

升压型开关电源的电感选择

对于升压型开关电源的电感值计算,除了占空比与电感电压的关系式有所改变外,其它过程跟降压型开关电源的计算方式一样。以图3为例进行计算,假设开关频率为300kHz、输入电压范围5V±10%、输出电流为500mA、效率为80%,则最大纹波电流为450mA,对应的占空比为:

D=1-Vi/Vo=1-5.5/12=0.542 (7)

图3:升压型开关电源的电路图。

当开关管导通时,电感器上的电压为:

V=Vi=5.5V (8)

当开关管关断时,电感器上的电压为:

V=Vo+Vd-Vi=6.8V (9)

把公式6/7/8代入公式2得出:

请注意,升压电源与降压电源不同,前者的负载电流并不是一直由电感电流提供。当开关管导通时,电感电流经过开关管流入地,而负载电流由输出电容提供,因此输出电容必须有足够大的储能容量来提供这一期间负载所需的电流。但在开关管关断期间,流经电感的电流除了提供给负载,还给输出电容充电。

一般而言,电感值变大,输出纹波会变小,但电源的动态响应也会相应变差,所以电感值的选取可以根据电路的具体应用要求来调整以达到最理想效果。开关频率的提高可以让电感值变小,从而让电感的物理尺寸变小,节省电路板空间,因此目前的开关电源有往高频发展的趋势,以适应电子产品的体积越来越小的要求。

来源:https://www.wendangku.net/doc/8518146656.html,/ART_8800021758_400011_500009_TS_9d82d59f_01.HTM

详细解析电源滤波电容的选取与计算

电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。 电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用4.7u,用于滤低频,二级用0.1u,用于滤高频,4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好! 电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联, 电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C. 因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需要接地的频率。 采用电容滤波设计需要考虑参数: ESR ESL 耐压值 谐振频率

如果确定开关电源电感值

如果确定开关电源电感值 开关电源电感器是开关电源设备的重要元器件,它是利用电磁感应的原理进行工作的。它的作用是阻交流通直流,阻高频通低频(滤波),也就是说高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过,而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它。电感线圈对直流电的电阻几乎为零。 本文将阐明为非隔离式开关电源(SMPS)选用电感器的基本要点。所举实例适合超薄型表面贴装设计的应用,像电压调节模块(VRM)和负载点(POL)型电源,但不包括基于更大底板的系统。 图1所示为一个降压拓扑结构开关电源的架构,该构架广泛应用于输出电压小于输入电压的开关电源系统。在典型的降压拓扑结构电路中,当开关(Q1)闭合时,电流开始通过这个开关流向输出端,并以某一速率稳步增大,增加速率取决于电路电感。根据楞次定律,di=E*dt/L,流过电感器的电流所发生的变化量等于电压乘以时间变化量,再除以这个电感值。由于流过负载电阻RL的电流稳定增加,输出电压成正比增大。 在达到预定的电压或电流限值时,开关电源控制集成电路将开关断开,从而使电感周围的磁场衰减,并使偏置二极管D1正向导通,从而继续向输出电路供给电流,直至开关再度接通。这一循环反复进行,而开关的次数由控制集成电路来确定,并将输出电压调控在要求的电压值上。图2所示为在若干个开关循环周期内,流过电感器和其它降压拓扑电路元件上的电压和电流波形。 电感值对于在开关电源开关断开期间保持流向负载的电流很关键。所以必须算出保持降压变换器输出电流所必需的最小电感值,以确保在输出电压和输入电流处于最差条件下,仍能够为负载供应足够的电流。为确定最小的电感值,

开关电源变压器共模电感设计方案注意事项

开关电源变压器共模电感设计注意事项 在电源变压器的设计过程中,工程师们需要严格的计算并完成共模电感设计和数值选取,这直接关系到开关电源变压器的运行精度。在今天的文章中,我们将会就开关电源变压器的共模电感设计展开简要分析,看在电源变压器共模电感设计和计算过程中,都应该注意哪些问题。 在电源变压器的设计和制作过程中,工程师所要进行的共模电感设计,其所需要的基本参数主要有三个,分别是输入电流,阻抗及频率,磁芯选取。先来看输入电流。这一参数值直接决定了绕组所需的线径。在线径的计算和选取时,电流密度通常取值为400A/cm³, 但此取值须随电感温升的变化。通常情况下,绕组使用单根导线作业,这样可削减高频噪声及趋肤效应损失。 在计算过程中,开关电源变压器共模电感的阻抗在所给的频率条件下,一般规定为最小值。串联的线性阻抗可提供一般要求的噪声衰减。但实际上,线性阻抗问题往往是最容易被人忽视的,因此设计人员经常以50W线性阻抗稳定网络仪来测试共模电感,并渐渐成为一种标准测试共模电感性能的方法。但所得的结果与实际通常有相当大的差别。实际上,共模电感在正常时角频首先会产生每八音度增加-6dB 衰减(角频是共模电感产生-3dB)的频率此角频通常很低,以便感抗能 够提供阻抗。因此,电感可以用这一公式来表达,即:Ls=Xx/2 n f

这里还有一个问题需要工程师需要注意,那就是在进行共模电感设计时须注意磁芯材料和所需的圈数问题。首先来看磁芯型号的选取问题,此时如果有规定电感空间,我们就按此空间来选取合适的磁芯型号,如没有规定,通常磁芯型号的随意选取。 在确定了电源变压器的磁芯型号之后,接下来的工作就是计算磁芯所能绕最大圈数。通常来说,共模电感有两绕组,一般为单层,且每绕组分布在磁芯的每一边,两绕组中间须隔开一定的距离。双层及堆积绕组亦有偶尔使用,但此种作法会提高绕组的分布电容及降低电感的高频性能。由于铜线的线径已由线性电流的大小所决定,内圆周长可以由磁芯的内圆半径减去铜线半径计算得来。故最大圈数的就可以铜线加绝缘的线径及每个绕组所占据的圆周来计算。

20170425-开关电源中的电感面积积设计公式(一)

开关电源中的电感面积积设计公式(一) 普高(杭州)科技开发有限公司 张兴柱 博士 A :直流滤波电感的面积积设计公式: (t i L t I I 图1: 一般化的直流滤波电感和其电流波形 图1是开关电源中的一个一般化的直流滤波电感和其电流波形。当该电感的电感量和电流已知时,我们可以通过适当的推导,得到上述一般化直流滤波电感的面积积设计公式。具体推导如下: 由电感的磁链公式,可得:m c L m L Lpeak B A N N LI =Φ= 所以有: m L Lpeak c B N LI A = (1) 其中:m B 为电感电流峰值所对应的磁密,其选取须保证sat m B B <。在电感采用(H ),电流采用(A ),磁密采用(Gass ),截面积采用2)(cm 这一单位制时,上式中要加一个系数,如下所示: 28)(10cm B N LI A m L Lpeak c ×= (2) 根据窗口方程: a Lrms L KW J I N = (3) 其中:J 为绕组的电流密度,K 为窗口系数,a W 为铁芯的窗口面积,所以有: KJ I N W Lrms L a = (4) 在电流采用(A ),电流密度采用2)/(mm A ,窗口面积采用2)(cm 这一单位制时,上式中要

加一个系数,如下所示: 22)(10cm KJ I N W Lrms L a ?×= (5) 从式(2)和式(5),可以得到: 46)(10cm KJ B I LI A W m Lpeak Lrms c a ××= × (6) 其中:Lrms I 为图1中电感电流的有效值,当电感电流的纹波较小时,L Lrms I I ≈;在电感电流纹波较大时,可通过计算获得该有效值电流。 B :交流滤波电感的面积积设计公式: (t i L 图2: 一般化的交流滤波电感和其电流波形 图2是开关电源中的一个一般化的交流滤波电感和其电流波形。它与直流滤波电感中的电流波形之区别在于:交流滤波电感电流中有两个频率分量,一个是开关频率分量,一个是输出低频分量,图中的峰值电感电流指的是包含开关纹波后的峰值电流值。当该电感的电感量和电流波形已知时,通过推导可获得交流滤波电感的面积积设计公式同样为(6)式,只是其有效值电流可用电流波形中的低频分量有效值近似。

开关电源电感的选取

为开关电源选择合适的电感 电感是开关电源中常用的元件,由于它的电流、电压相位不同,所以理论上损耗为零。电感常为储能元件,也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上,用来平滑电流。电感也被称为扼流圈,特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说,由于磁通连续特性,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的电压尖峰。 电感为磁性元件,自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和,有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和,也有的应用不允许电感出现饱和,这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下,电感工作在“线性区”,此时电感值为一常数,不随着端电压与电流而变化。但是,开关电源存在一个不可忽视的问题,即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数),一个是不可避免的绕线电阻,另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。 杂散电容在低频时影响不大,但随频率的提高而渐显出来,当频率高到某个值以上时,电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集”为一个电容,则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。 当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时,不妨考虑下面几个特点: 1. 当电感L 中有电流I 流过时,电感储存的能量为: E=0.5×L×I2 (1) 2. 在一个开关周期中,电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为: V=(L×di)/dt (2) 由此可看出,纹波电流的大小跟电感值有关。 3. 就像电容有充、放电电流一样,电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比,电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感电压变化,电流变化率di/dt 也将变化;正向电压使电流线性上升,反向电压使电流线性下降。 计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要 从图1 可以看出,流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成,因为交流分量具有较高的频率,所以它会通过输出电容流入地,产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR。这个纹波电压应尽可能低,以免影响电源系统的正常操作,一般要求峰峰值为10mV~500mV。 纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸,纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%,因此对降压型电源来说,流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。 降压型开关电源的电感选择 为降压型开关电源选择电感器时,需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大

线圈电感量的计算详解

线圈电感量的计算详解 在开关电源电路设计或电路试验过程中,经常要对线圈或导线的电感以及线圈的匝数进行计算,以便对电路参数进行调整和改进。下面仅列出多种线圈电感量的计算方法以供参考,其推导过程这里不准备详细介绍。 在进行电路计算的时候,一般都采用SI国际单位制,即导磁率采用相对导磁率与真空导磁率的乘积,即:μ=μrμ0 ,其中相对导磁率μr是一个没有单位的系数,μ0真空导磁率的单位为H/m。 几种典型电感 1、圆截面直导线的电感 其中: L:圆截面直导线的电感 [H] l:导线长度 [m] r:导线半径 [m] μ0 :真空导磁率,μ0=4π10-7 [H/m] 【说明】这是在 l>> r的条件下的计算公式。当圆截面直导线的外部有磁珠时,简称磁珠,磁珠的电感是圆截面直导线的电感的μr倍,μr是磁芯的相对导磁率,μr=μ/μ0 ,μ为磁芯的导磁率,也称绝对导磁率,μr是一个无单位的常数,它很容易通过实际测量来求得。 2、同轴电缆线的电感 同轴电缆线如图2-33所示,其电感为:

其中: L:同轴电缆的电感 [H] l:同轴电缆线的长度 [m] r1 :同轴电缆内导体外径 [m] r2:同轴电缆外导体内径 [m] μ0:真空导磁率,μ0=4π10-7 [H/m] 【说明】该公式忽略同轴电缆外导体的厚度。 3、双线制传输线的电感 其中: L:输电线的电感 [H]

l:输电线的长度 [m] D:输电线间的距离 [m] r:输电线的半径 [m] μ0:真空导磁率,μ0=4π10-7 [H/m] 【说明】该公式的应用条件是: l>> D ,D >> r 。 4、两平行直导线之间的互感 两平行直导线如图2-34所示,其互感为: 其中: M:输电线的互感 [H] l :输电线的长度 [m] D:输电线间的距离 [m] r:输电线的半径 [m] μ0:真空导磁率,μ0=4π10-7 [H/m] 【说明】该公式的应用条件是: >> D ,D >> r 。 5、圆环的电感 其中: L:圆环的电感 [H] R:圆环的半径 [m] r:圆环截面的半径 [m]

浅谈开关电源输出电感的设计

――DC/DC 电路中电感的选择 原文:Fairchild Semiconductor AB-12:Insight into Inductor Current 下载 翻译:frm (注:只有充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作用,才能更优的设计DC/DC电路。本文还包括对同步DC/DC及异步DC/DC概念的解释。) 本文PDF文档下载 简介 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。本文专注于解释:电感上的DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。 在降压转换中(Fairchild典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 在状态1过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。在状态2过程中,电感连接到GND。由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。 现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。相反,在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式: V=L(dI/dt) 因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2所示: 通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流:

最有效的开关电源纹波计算方法

对滤波效果而言,电容的ESL和ESR参数都很重要,电感会阻止电流的突变,电阻则限制了电流的变化率,这些影响对电容的充放电显然都不利。优质的电容在设计及制造时都采取了必要的手段来降低ESL和ESR,故而横向比较起来,同样的容量滤波效果却不同。

漏电流小,ESR小,一般都是认为要选择低ESR的系列,不过也与负载有关,负载越大,ESR不变时,纹波电流变大,纹波电压也变大。我们从公式上来看看,dV=C*di*dt;dv就是纹波,di是电感上电流的值,dt是持续的时间。一般的开关电源书籍都会讲到怎么算纹波,大题分解为:滤波电容对电压的积分+滤波电容的ESR+滤波电容的ESL+noise,如下图: 一般对纹波的计算通常是估算 有关开关电源纹波的计算,原则上比较复杂,要将输入的矩形波进行傅立叶展开成各次谐波的级数,计算每个谐波的衰减,再求和。最后的结果不仅与滤波电感、滤波电容有关,而且与负载电阻有关。当然,计算时是将滤波电感和滤波电容看成理想元件,若考虑电感的直流电阻以及电容的ESR,那就更复杂了。所以,通常都是估算,再留出一定余量,以满足设计要求。对样机需要实际测试,若不能满足设计要求,则需要更改滤波元件参数。 以Buck电路为例,电感中电流连续和断续,开关电源的传递函数完全不同。电流连续时环路稳定,电流断续时未必稳定。而电感中电流是否连续,除与电感量等有关外,还与负载有关。更严重的是,电流是否连续还与占空比有关,而占空比是由反馈电路控制的。不仅Buck,其它如Boost以及由基本拓扑衍生出来的正激、反激等也是一样。 若要求所有可能产生的工作状态下都稳定,通常要加假负载以保证Buck电路电感电流总是连续(对Buck/Boost或反激则保证不会在连续断续之间转变),或者把反馈环路时间常数设计得非常大(这会在很大程度上降低开关电源的响应速度)。对输出电压可调整的开关电源(例如实验室用的0~30V输出电源),环路稳定的难度更大。对这类电源,往往要在开关电源之后再加一级线性调整。 电解电容的选择很重要 在输出端采用高频性能好、ESR低的电容,高频下ESR阻抗低,允许纹波电流大。可以在高频下使用,如采用普通的铝电解电容作输出电容,无法在高频(100kHz以上的频率)下工作,即使电容量也无效,因为超过10kHz时,它已成电感特性了。

开关电源中电感的设计

开关电源中电感的设计 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。本文专注于解释:电感上的DC 电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC 滤波电路中的L(C 是其中的输出电容)。虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。 在降压转换中(Fairchild典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC 输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 在状态1 过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。在状态2 过程中,电感连接到GND。由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式 实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。如果是后 一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。 现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1 过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。相反,在状态2 过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式: V=L(dI/dt) 因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2 所示:

通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC 电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流: 其中,ton 是状态1 的时间,T 是开关周期(开关频率的倒数),DC 为状态1 的占空比。 警告:上面的计算是假设各元器件(MOSFET上的导通压降,电感的导通压降或异步电路中肖特基二极管的正向压降)上的压降对比输入和输出电压是可以忽略的。 如果,器件的下降不可忽略,就要用下列公式作精确计算: 同步转换电路: 异步转换电路:其中,Rs 为感应电阻阻抗加电感绕线电阻的阻。Vf 是肖特基二极管的正向压降。R 是Rs加MOSFET 导通电阻,R=Rs+Rm。

电源电感功耗计算

电感损耗包括铁损和铜损。 电感磁芯中的功耗磁滞损耗和涡流损耗。 电感线圈中的功耗介绍。 解决方案: xx定律等数学物理方法计算功耗。 双极性变化的磁通对电感施加变化的正弦电压信号得到磁芯损耗与磁感应强度的关系曲线。 用估算法计算电感总损耗。 众所周知,电感损耗包括两方面: 其一是与磁芯相关的损耗,即传统的铁损;其二是与电感绕组相关的损耗,即通常所谓的铜损。 功率电感在开关电源中作为一种储能元件,开关导通期间存储磁能,开关断开期间把存储的能量传送给负载。磁滞特性是磁芯材料的典型特性,正是它产生电感磁芯的损耗。导磁率越大,磁滞曲线越窄,磁芯功耗越小。 电感磁芯中的功耗 电感在一个开关周期内由于磁场强度改变产生的能量损耗是在开关导通期间输入电感的磁能与开关断开期间输出磁能之间的差值。如果用ET代表一个开关周期电感的能量,则:。根据安培定律: 和xx定律: ,上述等式中的ET为: 。随着电感电流减小,磁场强度减弱,而磁感应强度从另一回路返回并变小。在此期间,大部分能量传送给负载,而存储能量和传送能量之间的差值即为损失的能量。而磁芯由于磁滞特性引起的功耗是上述能量损耗乘以开关频

率。该损耗大小与艬n有关,对于大多数铁氧体材质磁芯而言,n介于2.5~3之间。到目前为止,上述磁芯储能和损耗的推导与结论都基于下列条件: 磁芯工作在非饱和区;开关频率在磁芯正常工作范围内。 电感磁芯除了上述的磁滞损耗外,第二种主要损耗是涡流损耗。感应涡流在磁芯中流动将产生I2×R(或V2/R)的功耗。如果把磁芯想象为一个高阻值元件RC,那么,在RC将产生感应电压,根据法拉第定律,,其中AC为磁芯的有效截面积,因此功耗为: ,由此可见,磁芯由于涡流导致的功耗与磁芯中单位时间内磁通变化量的平方成正比。另外,由于磁通变化量直接与所加电压成正比,所以,磁芯的涡流功耗与电感电压和占空比成正比,即: ,其中VL为电感电压,tAPPLIED为一个开关周期(TP)中开关的导通(ON)或截止(OFF)时间。由于磁芯材料的高阻特性,通常涡流损耗比磁滞损耗小得多,通常数据手册中给出的磁芯损耗包括涡流损耗和磁滞损耗。 为电流渗透率(为导体的电阻率,是绕组材料的电阻系数(通常为铜材,其),Area为绕阻导线有效截面积。由于体积较小的电感通常采用线径较细的导线,因此有效截面积较小,直流电阻较大。再者,电感量较大的电感需要绕制的匝数较多,因此线圈导线较长,电阻也会增大。对于直流电压,线圈损耗是由于绕组的直流电阻(RDC)产生的,电感的数据手册都会给出该参数。随着频率的提高,将出现众所周知的电流趋肤现象,因此对于交流电,绕阻的实际电阻会随频率的升高而增大,大于RDC,绕阻的铜损增加。电感线圈交流电阻的大小由特定频率下电流在导体中的渗透深度决定。渗透深度界定点为: 该点的电流密度减小到导体表面电流密度的1/e(或直流电时),计算公式为: ,其中实际电感的功耗还包括线圈中的功耗,即铜损(或线损)。直流供电时,线圈中的功耗是因为线圈导线并非理想导体,有直流电阻存在,有电流流过时,将消耗功率,即IRMS2×RDC。线圈的电阻定义为:

12种开关电源拓扑及计算公式

输入输出电压关系 D T Ton Vin Vout == 开关管电流 Iout Iq =(max)1开关管电压 Vin Vds =二极管电流 ) 1(1D Iout Id ?×=二极管反向电压 Vin Vd =12、BOOST 电路 输入输出电压关系 D Ton T T Vin Vout ?= ?=11 开关管电流 11( (max)1D Iout Iq ?×=开关管电压 Vout Vds =二极管电流 Iout Id =1二极管反向电压 Vout Vd =13、BUCK BOOST 电路 输入输出电压关系 D D Ton T Ton Vin Vout ?= ?=1开关管电流 11( (max)1D Iout Iq ?×=开关管电压 Vout Vin Vds ?=二极管电流 Iout Id =1二极管反向电压 Vout Vin Vd ?=1

输入输出电压关系 D D Vin Vout ?= 1开关管电流 )1( (max)1D D Iout Iq ?×=开关管电压 Vout Vin Vds +=二极管电流 Iout Id =1二极管反向电压 Vin Vout Vd +=15、FLYBACK 电路 输入输出电压关系 Lp Iout Vout T D Vin Vout ×××=2开关管电流 (max)1Lp Ton Vin Iq ×= 开关管电压 Ns Np Vout Vin Vds × +=二极管电流 Iout Id =1二极管反向电压 Np Ns Vin Vout Vd × +=16、FORW ARD 电路 输入输出电压关系 D Np Ns T Ton Np Ns Vin Vout ×=×=开关管电流 Iout Np Ns Iq ×= (max)1开关管电压 Vin Vds ×=2二极管电流 D Iout Id ×=1

推挽式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算

储能滤波电感和储能滤波电容参数的计算,与图1-2的串联式开关电源中储能滤波电感和储能滤波电容参数的计算方法很相似。根据图1-33和图1-34,我们把整流输出电压uo和LC滤波电路的电压uc、电流iL画出如图1-35,以便用来计算推挽式变压器开关电源储能滤波电感、电容的参数。 图1-35-a)是整流输出电压uo的波形图。实线表示控制开关K1接通时,推挽式变压器开关电源开关变压器次级线圈N3绕组输出电压经整流后的波形;虚线表示控制开关K2接通时,推挽式变压器开关电源开关变压器次级线圈N3绕组输出电压经整流后的波形。Up表示整流输出峰值电压(正激输出电压),Up-表示整流输出最低电压(反激输出电压),Ua表示整流输出电压的平均值。 图1-35-b)是滤波电容器两端电压的波形图,或滤波电路输出电压的波形图。Uo表示输出电压,或滤波电容器两端电压的平均值;ΔUc表示电容充电电压增量,2ΔUc等于输出电压纹波。 1-8-1-3-1.推挽式变压器开关电源储能滤波电感参数的计算 在图1-33中,当控制开关K1接通时,输入电压Ui通过控制开关K1加到开关变压器线圈N1绕组的两端,在控制开关K1接通Ton期间,开关变压器线圈N3绕组输出一个幅度为Up(半波平均值)的正激电压uo,然后加到储能滤波电感L 和储能滤波电容C组成的滤波电路上,在此期间储能滤波电感L两端的电压eL

为: eL = Ldi/dt = Up – Uo —— K1接通期间(1-136) 式中:Ui为输入电压,Uo为直流输出电压,即:Uo为滤波电容两端电压uc的平均值。 在此顺便说明:由于电容两端的电压变化增量ΔU相对于输出电压Uo来说非常小,为了简单,我们这里把Uo当成常量来处理。 对(1-136)式进行积分得: 式中i(0)为初始电流(t = 0时刻流过电感L的电流),即:控制开关K1刚接通瞬间,流过电感L的电流,或称流过电感L的初始电流。从图1-35中可以看出i(0)= Ix 。 当控制开关K由接通期间Ton突然转换到关断期间Toff的瞬间,流过电感L的电流iL达到最大值: (1-139)和(1-140)式就是计算推挽式变压器开关电源输出电压的表达式。式中,Uo为推挽式变压器开关电源输出电压,Ui为推挽式变压器开关电源输入电压,Up为推挽式变压器开关电源开关变压器次级线圈N3绕组的正激输出电压,Up-为推挽式变压器开关电源开关变压器次级线圈N3绕组的反激输出电压,n为开关电源次级线圈N3绕组与初级线圈N1绕组或N2绕组的匝数比。

开关电源变压器的计算

1:线径的计算: 一般铜线截面积每平方mm取值5安培电流。(高频取4.95,低频取3.5.) 公式1:。公式2: 。r=半径。 例题: 假设铜线半径是1mm. 3.141×1=3.141×5A=15.705A电流。15.7A. =2.0mm铜线直径。 2: 峰值功率计算。 Pout = (Vout+Vf) Iout 1.2 3:初级峰值电流计算: IPmax = IPmin = KIP1 K为脉动电流,取值:0.4. 4:输入电流公式: ÷PF=Pin÷Vin=Iin。 3:肖特基的取值计算。 肖特基一般取输出电流的2-3倍。 匝比一般是10比1 输出峰值电压的计算: 〈(Vin(max)×)+80V〉÷n + Vout=峰值电压。 〈〔最大输入电压×〕+80V〉÷匝比+输出电压。 例题: 以输出5V为例: 〈〔最大输入电压264V×1.414〕+80V〉÷匝比10+输出电压5V。 峰值电压等于==50.32V. /*****************************************************************/ 开关变压器计算步骤: P-初级,S-次级,D-占空比,n匝比,L-电感量,f频率,η-效率, K-脉动电流。T-时间,ON-开,NP-初级匝数,IP 峰值电流。 AE-磁芯截面积,查磁芯表。Bm-磁通密度。单位-高斯。 /******************************************************************* 要求:输入电压《85-265V》。

最大占空比0.45左右。根据IC资料选择。 η-效率。0.75 Vout-输出电压。5V Iout-输出电流。2A f –开关频率。100K IC方案,选择7535. 10W /******************************************************************** 1:估算初级输入电流:I in ÷PF=Pin÷Vin=Iin。 /0.6=22.22/85=0.2614 A 根据输入电流计算输入线径: = 0.13mm1.2=0.156 输出线径; = 1.01579mm /*******************************************************************/ 1: Ton计算导通时间。 T:时间。T= = = 10us Ton = 100.45 =4.5us. 导通时间。 Toff = 10 0.55 = 5.5us. 截至时间。 /********************************************/ 2:算出初次级匝比. N = N = = = 14.131661 /********************************************/ 3:IP 峰值功率。 Pout = (Vout+Vf) Iout 1.2 = (5+1) 2 1.2 = 14.4W /********************************************/

开关电源-高频-变压器计算设计

要制造好高频变压器要注意两点: 一是每个绕组要选用多股细铜线并在一同绕,不要选用单根粗铜线,简略地说便是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的实习是越挨近导线中轴电流越弱,越挨近导线表面电流越强。选用多股细铜线并在一同绕,实习便是为了增大导线的表面积,然后更有效地运用导线。 二是高频逆变器中高频变压器最好选用分层、分段绕制法,这种绕法首要目的是削减高频漏感和降低分布电容。 1、次级绕组:初级绕组绕完,要加绕(3~5层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量,也增大了初级和次级之间的绝缘强度,契合绝缘耐压的需求。减小变压器初级和次级之间的电容有利于减小开关电源输出端的共模打扰。若是开关电源的次级有多路输出,而且输出之间是不共地的为了减小漏感,让功率最大的次级接近变压器的初级绕组。 若是这个次级绕组只要相对较少几匝,则为了改善耦合状况,仍是应当设法将它布满完好的一层,如能够选用多根导线并联的方法,有助于改善次级绕组的填充系数。其他次级绕组严密的绕在这个次级绕组的上面。当开关电源多路输出选用共地技能时,处置方法简略一些。次级能够选用变压器抽头方式输出,次级绕组间不需要采用绝缘阻隔,从而使变压器的绕制愈加紧凑,变压器的磁耦合得到加强,能够改善轻载时的稳压功能。 2、初级绕组:初级绕组应放在最里层,这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短,从而使整个绕组的用线为最少,这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。通常状况下,变压器的初级绕组被规划成两层以下的绕组,可使变压器的漏感为最小。初级绕组放在最里边,使初级绕组得到其他绕组的屏蔽,有助于减小变压器初级绕组和附近器材之间电磁噪声的相互耦合。初级绕组放在最里边,使初级绕组的开始端作为衔接开关电源功率晶体管的漏极或集电极驱动端,可削减变压器初级对开关电源其他有些电磁打扰的耦合。 3、偏压绕组:偏压绕组绕在初级和次级之间,仍是绕在最外层,和开关电源的调整是依据次级电压仍是初级电压进行有关。若是电压调整是依据次级来进行的则偏压绕组应放在初级和次级之间,这样有助于削减电源发生的传导打扰发射。若是电压调整是依据初级来进行的则偏压绕组应绕在变压器的最外层,这可使偏压绕组和次级绕组之间坚持最大的耦合,而与初级绕组之间的耦合减至最小。 初级偏压绕组最佳能布满完好的一层,若是偏压绕组的匝数很少,则能够采用加粗偏压绕组的线径,或许用多根导线并联绕制,改善偏压绕组的填充状况。这一改善方法实际上也改善了选用次级电压来调理电源的屏蔽才干,相同也改善了选用初级电压来调理电源时,次级绕组对偏压绕组的耦合状况。 高频变压器匝数如何计算?很多设计高频变压器的人都会有对于匝数的计算问题,那么我们应该如何来计算高频变压器的匝数,从而解决这个问题?接下来,晨飞电子就为大家介绍下匝数的计算方法:

串联式开关电源储能滤波电感的计算

?串联式开关电源储能滤波电感的计算 ?串联式开关电源储能滤波电容的计算 串联式开关电源储能滤波电感的计算 从上面分析可知,串联式开关电源输出电压Uo与控制开关的占空比D有关,还与储能电感L的大小有关,因为储能电感L决定电流的上升率(di/dt),即输出电流的大小。因此,正确选择储能电感的参数相当重要。 串联式开关电源最好工作于临界连续电流状态,或连续电流状态。串联式开关电源工作于临界连续电流状态时,滤波输出电压Uo正好是滤波输入电压uo的平均值Ua,此时,开关电源输出电压的调整率为最好,且输出电压Uo的纹波也不大。因此,我们可以从临界连续电流状态着手进行分析。我们先看(1-6)式: 当串联式开关电源工作于临界连续电流状态时,即D = 0.5时,i(0) = 0,iLm = 2 Io,因此,(1-6)式可以改写为: 式中Io为流过负载的电流(平均电流),当D = 0.5时,其大小正好等于流过储能电感L最大电流iLm的二分之一;T为开关电源的工作周期,T正好等于2倍Ton。 由此求得: 或: (1-13)和(1-14)式,就是计算串联式开关电源储能滤波电感L的公式(D = 0.5时)。(1-13)和(1-14)式的计算结果,只给出了计算串联式开关电源储能滤波电感L的中间值,或平均值,对于极端情况可以在平均值的计算结果上再乘以一个大于1的系数。 如果增大储能滤波电感L的电感量,滤波输出电压Uo将小于滤波输入电压uo的平均值Ua,因此,在保证滤波输出电压Uo为一定值的情况下,势必要增大控制开关K的占空比D,以保持输出电压Uo的稳定;而

控制开关K的占空比D增大,又将会使流过储能滤波电感L的电流iL不连续的时间缩短,或由电流不连续变成电流连续,从而使输出电压Uo的电压纹波ΔUP-P进一步会减小,输出电压更稳定。 如果储能滤波电感L的值小于(1-13)式的值,串联式开关电源滤波输出的电压Uo将大于滤波输入电压uo的平均值Ua,在保证滤波输出电压Uo为一定值的情况下,势必要减小控制开关K的占空比D,以保持输出电压Uo的值不变;控制开关K的占空比D减小,将会使流过滤波电感L的电流iL出现不连续,从而使输出电压Uo的电压纹波ΔUP-P增大,造成输出电压不稳定。 由此可知,调整串联式开关电源滤波输出电压Uo的大小,实际上就是同时调整流过滤波电感L和控制开关K占空比D的大小。 由图1-4可以看出:当控制开关K的占空比D小于0.5时,流过滤波电感L的电流iL出现不连续,输出电流Io小于流过滤波电感L最大电流iLm的二分之一,滤波输出电压Uo的电压纹波ΔUP-P将显著增大。因此,串联式开关电源最好不要工作于图1-4的电流不连续状态,而最好工作于图1-3和图1-5表示的临界连续电流和连续电流状态。 串联式开关电源工作于临界连续电流状态,输出电压Uo等于输入电压Ui的二分之一,等于滤波输入电压uo的平均值Ua;且输出电流Io也等于流过滤波电感L最大电流iLm的二分之一。 串联式开关电源工作于连续电流状态,输出电压Uo大于输入电压Ui的二分之一,大于滤波输入电压uo的平均值Ua;且输出电流Io也大于流过滤波电感L最大电流iLm的二分之一。 串联式开关电源储能滤波电容的计算 我们同样从流过储能电感的电流为临界连续电流状态着手,对储能滤波电容C的充、放电过程进行分析,然后再对储能滤波电容C的数值进行计算。 图1-6是串联式开关电源工作于临界连续电流状态时,串联式开关电源电路中各点电压和电流的波形。图1-6中,Ui为电源的输入电压,uo为控制开关K的输出电压,Uo为电源滤波输出电压,iL为流过储能滤波电感电流,Io为流过负载的电流。图1-6-a)是控制开关K输出电压的波形;图1-6-b)是储能滤波电容C的充、放电曲线图;图1-6-c)是流过储能滤波电感电流iL的波形。当串联式开关电源工作于临界连续电流状态时,控制开关K的占空比D等于0.5,流过负载的电流Io等于流过储能滤波电感最大电流iLm的二分之一。 在Ton期间,控制开关K接通,输入电压Ui通过控制开关K输出电压uo ,在输出电压uo作用下,流过储能滤波电感L的电流开始增大。当作用时间t大于二分之一Ton的时候,流过储能滤波电感L的电流iL 开始大于流过负载的电流Io ,所以流过储能滤波电感L的电流iL有一部分开始对储能滤波电容C进行充电,储能滤波电容C两端电压开始上升。 当作用时间t等于Ton的时候,流过储能滤波电感L的电流iL为最大,但储能滤波电容C的两端电压并没有达到最大值,此时,储能滤波电容C的两端电压还在继续上升,因为,流过储能滤波电感L的电流iL 还大于流过负载的电流Io ;当作用时间t等于二分之一Toff的时候,流过储能滤波电感L的电流iL正好等于负载电流Io,储能滤波电容C的两端电压达到最大值,电容停止充电,并开始从充电转为放电。

开关电源热阻计算方法及热管理

开关电源热阻计算方法及热管理 我们设计的DC-DC电源一般包含电容、电感、肖特基、电阻、芯片等元器件;电源产品的转换效率不可能做到百分百,必定会有损耗,这些损耗会以温升的形式呈现在我们面前,电源系统会因热设计不良而造成寿命加速衰减。所以热设计是系统可靠性设计环节中尤为重要的一面。但是热设计也是十分困难的事情,涉及到的因素太多,比如电路板的尺寸和是否有空气流动。 我们在查看IC产品规格书时,经常会看到R JA 、T J 、T STG 、T LEAD 等名词;首先R JA 是指芯 片热阻,即每损耗1W时对应的芯片结点温升,T J 是指芯片的结温,T STG 是指芯片的存储温 度范围,T LEAD 是指芯片的加工温度。 二、术语解释 首先了解一下与温度有关的术语:T J 、T A 、T C 、T T 。由“图1”可以看出,T J 是指芯片 内部的结点温度,T A 是指芯片所处的环境温度,T C 是指芯片背部焊盘或者是底部外壳温度, T T 是指芯片的表面温度。 数据表中常见的表征热性能的参数是热阻R JA ,R JA 定义为芯片的结点到周围环境的热阻。 其中T J = T A +(R JA *P D ) 图1.简化热阻模型 对于芯片所产生的热量,主要有两条散热路径。第一条路径是从芯片的结点到芯片 顶部塑封体(R JT ),通过对流/辐射(R TA )到周围空气;第二条路径是从芯片的结点到背部焊 盘(R JC ),通过对流/辐射(R CA )传导至PCB板表面和周围空气。 对于没有散热焊盘的芯片,R JC 是指结点到塑封体顶部的热阻;因为R JC 代表从芯片内 的结点到外界的最低热阻路径。 三、典型热阻值 表1典型热阻

开关电源PFC电容电感计算

4KW PFC 相关电容电感计算 1. 输入电容计算 参阅IR1153应用规格书2000W PFC 计算如下: 因为()()2L IN RMS MAX IN I sw IN RMS MIN I C k f r V π?=??? ,所以需要先求()IN RMS MAX I ,参阅IR1153应用 规格书2000W PFC 计算如下: 当P OUT =4000W 时,() ()400043480.92 O MAX IN MAX MIN P W P W η===; 因为一般需要对市电220VAC (﹣10%,+15%)变动范围内的PFC 运行情况进行确认是否存在异常,即198V~254VAC ,所以()198IN RMS MIN V V =。假设当PFC 在4000W

负载情况下运行功率因数cos φ为0.998,则: () ()()400022()0.921980.998 O MAX IN RMS MAX MIN IN RMS MIN P W I A V PF V η===??; ()()2231.1IN PEAK MAX IN RMS MAX I A A ===; 综上所述,高频输入电容计算如下所示: ()()2235% 3.12222.29%198L IN RMS MAX IN I sw IN RMS MIN I A C k uF f r V kHz V ππ?==?=??????; 所以一个标准的3.3uF 或者2.2uF ,630V 的聚酯(薄膜)电容可以选用。 2. 输出电容计算 参阅IR1153应用规格书2000W PFC 计算如下: 由计算公式:()22() 2O OUT MIN O O MIN P t C V V ???=- ,当P OUT =4000W 时,对于50Hz 的市电来讲, 20t ms ?=,380O V V =,()285O MIN V V =?,将各个参数代入得: ()2224000201601602533(380)(285)1444008122563175 OUT MIN W ms C uF V V ??====--,增加20%余量:() 25333166.25110.2 OUT MIN OUT TOL C uF C uF C ===-?-; 所以4个680uF /450V 的电容并联使用达2720uF 可以满足4000W PFC 的需要。

开关电源设计中电感的选择

电子变压器与电感网 https://www.wendangku.net/doc/8518146656.html,/news/201052.html 开关电源设计中电感的选择 【大比特导读】在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。 工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。本文专注于解释:电感上的DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必 要的信息。 深入剖析电感电流 ――DC/DC 电路中电感的选择 只有充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作用,才能更优的设计DC/DC电路。本文还包 括对同步DC/DC及异步DC/DC概念的解释。 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感 值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。本文专注于解释:电感上的 DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。虽然 这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。 在降压转换中,电感的一端是连接到DC输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输 入电压或GND。 在状态1过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。在状态2 过程中,电感连接到GND。由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通 过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。如果是后一种方式,转换器就称为 “同步(synchronus)”方式。

现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。相反,在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式: V=L(dI/dt) 因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2所示: 通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流:

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