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设想一个好开关电源主取舍符合的电感起头-电图

发布时间: 2019-08-14  浏览次数:

  电感为磁性元件,天然有磁饱和的问题。有的使用答应电感饱和,有的使用答应电感从必然电流值起头进入饱和, 也有的使用不答应电感呈现饱和,这要求正在具体线中进行区分。大大都环境下,电感工做正在“线性区”,此时电感值为一,不跟着端电压取电流而变化。可是,开关电源存正在一个不成轻忽的问题,即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数),一个是不成避免的绕线电阻,另一个是取绕制工艺、材料相关的分布式杂散电容。

  纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸,纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%,因而对降压型电源来说,流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。

  最大输入电压值为13.2V,对应的占空比为:D=Vo/Vi=5/13.2=0.379 (3) 此中,Vo为输出电压、Vi为输出电压。当开关管导通时,电感器上的电压为: V=Vi-Vo=8.2V (4) 当开关管关断时,电感器上的电压为: V=-Vo-Vd=-5.3V (5) dt=D/F (6) 把公式2/3/6代入公式2得出:3、升压型开关电源的电感选择对于升压型开关电源的电感值计较,除了占空比取电感电压的关系式有所改变外,其它过程跟降压型开关电源的计较体例一样。以图3为例进行计较,假设开关频次为300kHz、输入电压范畴5V10%、输出电流为500mA、效率为80%,则最大纹波电流为450mA,对应的占空比为:D=1-Vi/Vo=1-5.5/12=0.542 (7) D=1-23.76/36=34%

  当开关管导通时,电感器上的电压为:V=Vi=5.5V (8)23.76 当开关管关断时,电感器上的电压为:V=Vo+Vd-Vi=6.8V (9) 12.54 把公式6/7/8代入公式2得出:359uH(最大纹波电流为0.542的环境下) 161.568uH(最大纹波电流为1A的环境下) 请留意,升压电源取降压电源分歧,前者的负载电流并不是一曲由电感电流供给。当开关管导通时,电感电流颠末开关管流入地,而负载电流由输出电容供给,因而输 出电容必需有脚够大的储能容量来供给这一期间负载所需的电流。但正在开关管关断期间,流经电感的电流除了供给给负载,还给输出电容充电。 一般而言,电感值变大,输出纹波会变小,但电源的动态响应也会响应变差,所以电感值的拔取能够按照电的具体使用要求来调整以达到最抱负结果。开关频次的提 高能够让电感值变小,从而让电感的物理尺寸变小,节流电板空间,因而目前的开关电源有往高频成长的趋向,以顺应电子产物的体积越来越小的要求。

  2、降压型开关电源的电感选择为降压型开关电源选择电感器时,需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频次、最大纹波电流、占空比。下面以图2为例申明降压型开关电源电感值的计较,起首假设开关频次为300kHz、输入电压范畴12V10%、输出电流为1A、最大纹波电流300mA。

  杂散电容正在低频时影响不大,但随频次的提高而渐显出来,当频次高到某个值以上时,电感也许变成电容特征了。若是将杂散电容“集中”为一个电容, 则从电感的等效电能够看出正在某一频次后所呈现的电容特征。 当阐发电感正在线中的工做情况或者绘制电压电流波形图时,不妨考虑下面几个特点:

  从图1能够看出,流过开关电源电感器的电流由交换和曲流两种分量构成,由于交换分量具有较高的频次,所以它会通过输出电容流入地,发生响应的输出纹波电压dv=di×RESR。这个纹波电压应尽可能低,免得影响电源系统的一般操做,一般要求峰峰值为10mV~500mV。

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  2. 正在一个开关周期中,电感电流的变化(纹波电流峰峰值)取电感两头电压的关系为:V=(L×di)/dt (2) 由此可看出,纹波电流的大小跟电感值相关。

  1、电感特征电感是开关电源中常用的元件,因为它的电流、电压相位分歧,所以理论上损耗为零。电感常为储能元件,也常取电容一路用正在输入滤波和输出滤波电上, 用来滑润电流。电感也被称为扼流圈,特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说,因为磁通持续特征,电感上的电流必需是持续的,不然将会发生很大的电压尖峰。

  设想好一个开关电源,有良多步调。良多参数彼此限制,那么从输出电感入手吧,输出电感取其他参数设置的耦合相对少,从这里理解更容易一些。 进修前,需要理解电感、电容的物理模子,复习一下《电阐发》。

  3. 就像电容有充、放电电流一样,电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压取电流的积分(安秒)成反比,电感上的电流取电压的积分(伏秒)成反比。只需电感电压变化,电流变化率di/dt也将变化;正向电压使电流线性上升,反向电压使电流线性下降。 计较出准确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言很是主要。