正激电感的计算以及验算

正激式转换拓扑之 BUCK电感计算

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相对于线性调整器，BUCK转换器提供了高的多的效率，功率密度大幅提高，现在一些流行的专业BUCK控制IC制作的电源其功率密度甚至可以达到50W/inch^3. 广泛用于板级电源系统。

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设计一个性能满足需要的BUCK转换器，首先应保证一个具有合理的参数的储能电感。从前面的工作原理讨论可见，输出电流在某个特定值（临界电流）之上时，电路工作在电流连续模式，流过功率管的电流为一个有阶梯的斜坡电流，斜坡的中点等于输出电流。在输出电流从最大值下降到临界电流之前时，功率管导通时间都基本保持不变，并且电感电流的上升斜率也保持不变，但斜坡的高度即斜坡中点会随着输出电流的下降而下降；当输出电流下降到临界电流时，开关电流的前端阶梯将下降到零，这时电路将进入电流不连续模式，输出电压将不在满足 Vo=D*Vin的关系，开关导通时间将迅速降低以保持输出电压稳定。

《功率管电流波形图》

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临界电流的大小主要取决于储能电感的感量。

通常需要设定一个最小输出电流作为临界电流。如果设临界电流与输出电流的比值为 K, 则输出储能电感感量 Lp 可由如下公式给出：

Lp=(Vin-Vo)*Vo*T/(2*K*Vin*Io)

在一般的应用中常选取输出电流的10％作为最小输出电流，这主要是在折衷负载调整率和输出响应的结果，过小的临界电流将导致电感感量较大，输出负载调整率较好，但瞬态响应变差，输出过冲变大；较大的临界电流可有效改善输出过冲和瞬态响应，但需要更大的最低输出电流才能得到较好的输出负载调整率。

另外，一个容易忽略的问题是电感饱和，储能电感工作在一个高直流成分的条件下极易出现饱和现象，电感值下降，甚至失去电感量，设计时应保证在输出少许过载的情况下电感也不会进入饱和状态。对于待使用的电感可以使用如下参数简单计算一下可能的最大磁通密度，检验是否会出现饱和现象：

Bs=(Lp*I_max)/(Ae*Np)

注浆瓷器其中，Lp是最大开通电流下的电感量(uH), I_max是最大开通电流(A), Ae是磁心有效截面积(mm^2), Np是电感的绕线匝数(Ts). 磁心所能承受的最大不饱和磁通密度可查阅厂商相关资料。茂发跳跳糖

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本文发布于:2024-09-24 04:16:14，感谢您对本站的认可！

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