buck電路參數(shù)選擇原理和計(jì)算

1、第三章第三章BuckBuck電路參數(shù)選擇原理和計(jì)算電路參數(shù)選擇原理和計(jì)算3.1參數(shù)選擇原理參數(shù)選擇原理在Buck電路中的電感L和電容C組成低通濾波器，此濾波器的設(shè)計(jì)原則是，使輸出電壓的直流分量可以通過，抑制輸出電壓的開關(guān)頻率及其諧波分量通過。但是，構(gòu)建一個(gè)能夠讓直流分量通過而且完全濾除開關(guān)頻率及其諧波分量的完美的濾波器是不可能的，所以，在輸出中至少有一小部分是由于開關(guān)產(chǎn)生的高頻諧波。因此，輸出電壓波形事實(shí)上如圖3.1所示，可以表達(dá)為（3

2、.1）)()(00tuUturipple??0U)()(00tuUturipple??t)(0tu實(shí)際曲線圖3.1輸出電壓波形所以實(shí)際的輸出電壓由所需要的直流分量加少量的交流分量所組成，0Urippleu交流分量由低通濾波器未能完全衰減的開關(guān)諧波所產(chǎn)生。由于直流變換器的作用使產(chǎn)生所需的直流的輸出，因此希望輸出電壓開關(guān)紋波應(yīng)很小。所以，通?？梢约僭O(shè)開關(guān)紋波的幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直流分量，即（3.2）0maxUuripple??因此，輸出電壓近似為

3、直流分量，而忽略其小紋波成分，即0Urippleu（3.4）00)(Utu?上述近似稱為小紋波近似，或稱線性紋波近似，可大大簡(jiǎn)化變換器波形的分析。下面分析電感電流波形，進(jìn)而得出電感的計(jì)算公式。通過電感電壓波形的積分可以得到電感電流。開關(guān)在位置1時(shí)，電感在左側(cè)與輸入電壓相連，電dU路簡(jiǎn)化為下圖3.1（a）。電感電壓為（3.5）)()(0tuUtudL??個(gè)子區(qū)間開關(guān)處于位置1時(shí)，電感電流以式（28）所給出的斜率上升。在時(shí)刻，開關(guān)轉(zhuǎn)至位置2

4、.然后電感電流以式（3.11）所給出的斜率下降。在時(shí)sDTt?刻，開關(guān)轉(zhuǎn)回位置1，以下過程重復(fù)。sTt?下面計(jì)算電感電流紋波。下圖3.2所示，電感電流峰值等于其直流分量Li?I加上峰值至平均值的紋波。此峰值電流不僅流過電感，而且流過半導(dǎo)體器Li?件。當(dāng)確定這些器件的參數(shù)時(shí)，需要知道峰值電流。Li?)(tiLtsDTsTI)0(Li圖3.2電感電流已知在第一個(gè)子區(qū)間中的電感電流流的斜率和第一個(gè)子區(qū)間的長(zhǎng)度，可以計(jì)算其紋波幅值，的波形關(guān)于I

5、對(duì)稱，因此在第一個(gè)子區(qū)間中的電流上升)(tiL（是紋波峰值，因此紋波峰值為）。所以Li?2Li?Li?2的變化量=斜率子區(qū)間長(zhǎng)度)(tiL?電感電流的紋波為（3.12）sdLDTLUUi20???的典型值是在滿載時(shí)的直流分量I的10%~20%。不希望太大，否則增大Li?Li?流過電感和半導(dǎo)體開關(guān)器件的電流峰值，從而將增加功率損耗和體積。可以通過選擇合適的電感值來得到所希望的電流紋波。由式（3.12）得Li?到（3.13）sLdDTiUU