01 BUCK電路的引數計算

2021-09-07 20:53:26 字數 2737 閱讀 5089

案例:設計乙個buck電路,滿足如下效能指標要求:

一、效能指標要求

1、輸入電壓

2、輸出電壓

3、輸出電壓紋波

4、電流紋波

5、開關頻率

二、需要計算的引數

三、buck電路拓撲

四、buck電路工作原理

五、引數計算的假設前提條件

六、buck電路引數計算所需要的理論知識

七、導通時的占空比d的計算

八、電感l的計算

九、電容c的計算

十、案例中各個元器件的引數計算

一、效能指標要求

1、輸入電壓

標準直流電壓48v

2、輸出電壓

直流電壓24v,5a

3、輸出電壓紋波

100mv

4、電流紋波

0.25a

5、開關頻率

fs = 250khz

二、需要計算的引數

1、占空比d1

2、電感l

3、電容c

4、開關元件q的選取

三、buck電路拓撲

* d:續流二極體

* l和c組成lpf

四、buck電路工作原理

1、當t=[0,ton]時,控制訊號是的mos管導通,續流二極體d截止,向電感l充磁,向電容c充電;

2、當t=[ton,t]時,mos管截止,續流二極體d導通續流,電容c放電和電感l中電流下降維持;

五、引數計算的假設前提條件

1、開關管和二極體均為理想型器件;

2、電感l較大,使得在乙個週期內電流連續,且無內阻;

3、直流輸出電壓uo恆定;

4、整個電路無功耗;

5、電路已達到穩態;

六、buck電路引數計算所需要的理論知識

1、基爾霍夫電壓/電流定律;

(1)基爾霍夫電壓定律:

在乙個迴路中,電壓代數和為0。

(2)基爾霍夫電流定律:

在一節點,流進該節點的電流代數和等於流出該節點的代數和。

2、法拉第定律;

ul / l = δil / δt

3、當電路達到穩態時:電感l上的電壓滿足「伏秒值相等的原則」,即:

von·ton + voff·toff = 0

4、電容的定義式:

c = δq/δuc

七、導通時的占空比d的計算

1、開關管導通時,由基爾霍夫電壓定律得:

ul = ui - uo

2、開關管斷開時,由基爾霍夫電壓定律得:

ul = - uo

3、針對電感l應用「伏秒值相等的原則」得:

(ui - uo)·d·ts - uo(1 - d)ts = 0

4、求的d為:

d = uo / ui

八、電感l的計算

1、開關管導通時,由基爾霍夫電壓定律得:

ul = ui - uo

2、由法拉第定律:

ul / l = δil / d·ts

3、電感l為:

l = ul·d·ts/δil

九、電容c的計算

1、電容c充電的電荷為:

δq = δil·ts / 8

2、電容定義式:

c = δq/δuc

3、將1中的式子帶入2中:

c = (δil·ts) / (8δuc)

public void test() throws exception { defaultbeandefinition bd = new defaultbeandefinition(); bd.setclazz(user.class); bd.setsingleton(true); bd.setbeanfactoryname(www.ysyl157.com  "testfactory"); bd.setcreatebeanmethodname("createmethod"); bd.setstaticcreatebeanmethodname("staticcreatemethod"); factory.register(bd, "user"www.michenggw.com); bd = new defaultbeandefinition(); bd.setclazz(beforeadvice.class); factory.register(bd, "mybeforeadvice"www.thd178.com/); aopproxycreator aapc = new aopproxycreator(); aapc.setbeanfactory(factory)www.gouyiflb.cn ; factory.registerbeanpostprocessor(aapc); // 向advisorautoproxycreator註冊advisor aapc.register(new regexmatchadvisor("mybeforeadvice", "execution(* bean.user.*())", new regexexpressionpointcutresolver())); user user = (user) factory.dogetbean("user"); user.sayhello();

十、案例中各個元器件的引數計算

1、占空比d

d = uo / ui = 0.5

2、電感量l

l = ul·d·ts / δil = (48-24)*0.5*(1/250*10^-3)/0.25 = 0.000192h

3、電容量c

c = (δil·ts) / (8δuc) = (0.25a / 250khz)/ (8 * 0.1v) = 0.00000125f

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