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关于Buck电路电感的计算问题

        刚学Buck电路的时候,常常会有很多问题,特别是关于电感的取值问题,和它的的工作模式的困惑,所以我一直很苦恼,经常也在百度搜索相关的资料和解答,但还是不能够真正理解。之后来到世纪电源网,浏览很多关于这方面的资料和问题的解答,其中包括这篇:链接http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/power_management/f/24/t/71386.aspx

       它的问题描述是:参数,输入220v交流,输出可调,65-32v,100khz,恒压输入,最大输出500W。计算DC-DC模块的过程(如图1所示),最后求得电感量为7.4mH,这么大的电感,还可以在开关频率100KHZ下正常工作吗?问题一提出,就迎来了很多电源爱好者的回答,特别是我们的TI  FAE们的鼎力相助,其中要特别感谢Frank 1,是他的解答让我豁然开朗。

       通过问题的解答,我知道了考虑电流纹波一般在20%左右,在负载一定的情况下,不能让输出滤波电感工作在CCM模式下,不然得出的电感值会很大,所以解决的办法是,适当提高最大的纹波电流值,比如电路规定要得出的最大输出电流值是多少A?则我们可以选择最大输出电流值的20%作为纹波电流计算。

      电感电流纹波是按照满载的百分比来计算,即达到20%载时进入断续模式(DCM),满载、空载、轻载、重载的概念:

看不同的规范要求以及性能
一般重载:75%——95%都有可能
满载:100%
轻载:30%以下
半载:50%
空载:0
过载:100%以上

 

以下是本人总结的电感的计算方法:

电流纹波△i,如上图所示,电感电流峰值等于其直流分量I加上△i。此峰值电流不仅流过电感而且流过半导体器件。

 电流变化量(2△i)=斜率x 子区间长度

 所以△i=(Ud-Uo)*DTs/2L  (Ud 、Uo为输入和输出电压)

     即L=(Ud-Uo)*DTs/2△i    当然这是临界的条件下,此式子常用来选择Buck电路的电感值。

     进一步:L≥[Ud*Dmax*(1-Dmax)]/2k*Fs*Imax