BUCK电路的主电路参数设计

　　BUCK
　　BUCK电路的设计技术指标要求（要求工作于电感电流连续工作模式）：
　　１、输入直流电压：１０～１５V；
　　２、输出直流电压：５V；
　　３、最大输出电流：２A；
　　４、最小输出电流：０．２Ａ；
　　５、输出电压纹波峰峰值：１００ｍＶ；
　　６、开关频率：５０ｋＨｚ。
　　主电路参数设计目标
　　１、电感参数设计：求得电感量与最大有效值电流、最大峰值电流三个参数。
　　２、电容参数设计：需得到电容量与额定电压两个参数。
　　３、开关管选择：需得到额定电流、额定电压两个参数。
　　４、二极管选择：需得到额定电流、额定电压两个参数。
　　
　　1、计算占空比
　　
　　２、计算电感参数
　　
　　BUCK变换器电感电流平均值即为输出直流电流，当输出最小电流时，电感电流应至少处于电感电流临界连续才能维持整个工作范围电感电流连续，由电感电流连续条件：
　　
　　buck电路，稳态时，电感电压的平均值为0，电容电流的平均值为0.
　　由电感电流波形图，电感电流的脉动峰峰值为开关管开通时段的电流的增量，也就是开关管断开时段电流的减量。
　　
　　
　　3、计算电容参数
　　
　　
　　
　　**20kHz以上时，对铝电解电容而言，因为电容有等效串联电阻Resr，会使电容两端产生脉动电压（电压纹波）。一般电容器的等效串联电阻Resr与其容量的乘积为
　　
　　4、计算MOS管的额定电流、额定电压
　　首先分析一下BUCK电路MOS管和续流二极管电流有效值怎么算
　　在CCM模式下：
　　MOS管的电流有效值为
　　
　　二极管有效值为
　　
　　在DCM模式下：（这儿还没有讨论这种工作状态）
　　MOS管的电流有效值为
　　
　　二极管有效值为
　　
　　其中Mvdc为电压传输比，即用输出电压除以输入电压
　　我们讨论的情况使CCM模式，所以
　　MOS管额定电流一般要求取MOS管最大有效值电流的２～３倍，所以额定电流取3A以上。
　　MOS管所承受的最大电压等于输入直流电压的最大值，即
　　
　　MOS管的额定电压一般取其所承受的最大电压的1.5~2倍，所以额定电压取25V以上。
　　5、计算二极管的额定电压、额定电流
　　
　　BOOST
　　二、设计一款BOOST电路，要求工作在电感电流连续状态，其技术指标要求：
　　1、输入直流电压：10V；
　　2、输出直流电压：30V；
　　3、最大输出电流：1A；
　　4、最小输出电流：0.1Ａ；
　　5、输出电压纹波峰峰值：300ｍＶ；
　　6、开关频率：100ｋＨｚ。
　　主电路参数设计目标
　　1、电感参数设计：求得电感量与最大有效值电流、最大峰值电流三个参数。
　　2、电容参数设计：需得到电容量与额定电压两个参数。
　　3、开关管选择：需得到额定电流、额定电压两个参数。
　　4、二极管选择：需得到额定电流、额定电压两个参数
　　
　　1、计算占空比D
　　Boost变换器在一个周期内升压电感电流增量和电流减少量相等，可推出输入输出比：
　　
　　
　　2、计算电感参数
　　
　　
　　因为电感电流连续，有效值约等于平均值
　　
　　2、计算电容参数
　　
　　在电容量相同时，输出电流越大，输出电压的纹波也越大。因此，在输出电压纹波要求相同的情况下，输出电流越大，所需的电容也越大。
　　
　　２、计算MOS管的额定电流、额定电压
　　buck、boost、buck-boost三种电路，电感上的波形是一样，开关管上的波形是一样，二极管上的波形也是一样，开关管电流有效值计算公式
　　
　　
　　２、计算二极管的额定电流、额定电压
　　
　　BUCK－BOOST
　　二、设计一BUCK－BOOST变换器，要求工作于电感电流连续状态，其技术指标要求如下：
　　1、输入直流电压：15V；
　　2、输出直流电压：10~30V；
　　3、最大输出电流：1A；
　　4、最小输出电流：0.1Ａ；
　　5、输出电压纹波峰峰值：300ｍＶ；
　　6、开关频率：100ｋＨｚ。
　　主电路参数设计目标
　　1、电感参数设计：求得电感量与最大有效值电流、最大峰值电流三个参数。
　　2、电容参数设计：需得到电容量与额定电压两个参数。
　　3、开关管选择：需得到额定电流、额定电压两个参数。
　　4、二极管选择：需得到额定电流、额定电压两个参数
　　
　　1、计算占空比D
　　
　　
　　2、计算电感参数
　　同boost，由于只有在开关管关断时段，负载电流才等于电感电流，所以IOB = ILB*（1- D）。
　　
　　
　　
　　3、 计算电容参数
　　电容电压在一个周期显然增量为零，下面左侧 电容电流 Ic 波形和Uc波形没有对应好 ，对应右侧波形，可以计算出电容电压脉动量
　　
　　4、计算MOS管的额定电压、额定电流
　　
　　３、计算二极管的额定电流、额定电压
　　
　　BUCK－BOOST DCM模式
　　
　　设开关管关断，电流减至为零所用时间占整个周期的比值为α，根据伏秒平衡原则： 在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值，可求出α。
　　
　　二极管电流在一个开关周期内的平均值为（仅电感电流仍减少还未减至0时段有电流流过）
　　
　　负载电流 Io = Uo/R;
　　稳态条件下，电容C的开关周期平均电流为零，故二极管电流在一个开关周期内的平均值等于负载电流的负值，有
　　
　　
　　空载时，电感电流断续，断续模式时：
　　
　　当空载时，R为无穷大，输出电压为无穷大。故升降压电路不应该空载，否则产生很高的电压造成电路中元器件的损坏。

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