DCDC中電感的計算

1、任何開關(guān)電源的拓撲上電感達到穩(wěn)定狀態(tài)的必要條件是△Ion=△Ioff=△I

就是說開關(guān)導通階段電流增量△Ion正好等于開關(guān)關(guān)斷階段電流減量△Ioff，只有這樣電路才能達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)，即使無數(shù)次重復相同的這個開關(guān)過程，每次也可以達到一樣的結(jié)果；我們經(jīng)常聽到一個詞電感復位講的就是這個狀態(tài)，滿足△Ion=△Ioff就是電感復位成功。

如果說一個拓撲不能滿足這個關(guān)系式，那么每個開關(guān)周期電感電流產(chǎn)生一個凈增量，并一直累加，電流將會達到一個不可控的狀態(tài)。

2、根據(jù)每次開關(guān)時電感電流的起始值不同，分為幾種模式：CCM, BCM, DCM, FCCM

?對電感上的電流測試，我是找了一個100mΩ的分流器放在了電感的后面，測試100mΩ電阻兩端的電壓

CCM:

BCM:

DCM:

FCCM:

3、伏秒平衡

? 電感方程： V=L* △ I / △ T 電感兩端電流連續(xù)

? 電感穩(wěn)態(tài)時有 △ Ion= △ Ioff = △ I

由上面兩個已知條件可以知道，導通階段電感電壓與導通時間的乘積一定等于關(guān)斷時電感電壓與關(guān)斷時間的乘積，即為：

Von * Ton = Voff * Toff

這個關(guān)系式就是伏秒積平衡關(guān)系式

開關(guān)電源中占空比的定義：開關(guān)導通時間與周期之比

D=Ton/T

、

4、DCDC拓撲結(jié)構(gòu)

Buck-boost

?Von*Ton=Voff*Toff

?Von= Vin - Vm

?Voff=Vout + Vd

?Toff/Ton=(Vin-Vm)/(Vout+Vd)

?D=Ton/(Ton+Toff)≈Vout/(Vin+Vo)升降壓的占空比計算

boost：

?Von*Ton=Voff*Toff

?Von= Vin - Vm

?Voff=Vout + Vd -Vin

?Toff/Ton=(Vin-Vm)/(Vout+Vd-Vin)

?D=Ton/(Ton+Toff) ≈ (Vout-Vin)/Vout升壓的占空比計算

buck：

?Von*Ton=Voff*Toff

?Von= Vin - Vm -Vout

?Voff=Vout + Vd

?Toff/Ton=(Vin-Vm-Vout)/(Vout + Vd)

?D=Ton/(Ton+Toff)≈Vout/Vin 降壓的占空比

5、電感的計算

?由電感方程：V=L*△I / △T 知道△I =V* △T /L,知道電感電流的交流紋波△I 完全由伏秒積和電感值的大小決定。

?電流紋波率r：它表示的是電感電流的交流分量與直流分量比值，即r= △I / IL，這里的IL為平均直流分量

?r值與電感值的關(guān)系：由△I =V* △T /L， r= △I / IL，Ton=D/f知;

r=(Von*D)/(L*IL*f)

?這樣也就推出：L =(Von*D)/(r*IL*f)

?而且r是根據(jù)一般經(jīng)驗給出的，大約在0.3~0.5之間，一般就選擇0.4

?電感參數(shù)計算如下：

? 還有一個就是磁性元件常用的電流型和電壓型方程

? 由 V=N* dΦ / dt =L*di/ dt 得到

? △ B=L*IL/N* Ae ，電流型方程

? △ B=U* dt /N* Ae,Bac = Uon *D/2*N* Ae *f ，電壓型方程

?

? 高頻變壓器的計算

? 首先要了解磁性元件計算的兩個基本定律： 1 、安培定律 2 、電磁感應(yīng)定律

?

? 1. 安培定律：一個磁性均勻的環(huán)，在環(huán)的圓周上均勻繞 N 匝線圈，平均圓的周長為 Le, 線圈中通過的電流為 I, 根據(jù)全電流定律，電流與磁場強度 的關(guān)系為 I*N=H*Le 。

? 磁場強度 H= （ I*N ） /L e ， MKS 單位是 A/m ， GGS 的表達 H=(0.4*PI*I*N)/(100*L), 單位是奧斯特 oe ?？梢钥闯龃艌鰪姸入S著電流的增加而增加。

?

?

? 2. 電磁感應(yīng)定律：一個 N 匝線圈，包圍的面積為 A ，如果包圍面積 A 中的 磁通發(fā)生變化，那么就會在線圈的兩端感應(yīng)出電動勢，這個電動勢的大小與包圍面積中的磁通鏈的變化的關(guān)系是

? U=(N* dΦ )/ dt ，其中 Φ=N*B*A ，則 U=(A*N)*dB/ dt 。

?

? 3. 聯(lián)立安培定律與電磁感應(yīng)定律可以得出電感的計算式。

? B= μH 代入 U=(N*A)d （μ H ） / dt , 且 H=(I*N)/L ，得到 U= （ N^2*A*μ* dI ） /L* dt 。

? 則電感 L=(N^2*A*μ)/Le 。所以說 U=L*di/ dt 就是電磁感應(yīng)定律的變形。

?

? 電感的定義：電感是導線內(nèi)通過交流電流時,在導線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通,導線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比. L=Φ/I

原文鏈接：

https://blog.csdn.net/weixin_38345163/article/details/107815745