《精通开关电源设计》笔记
三种基础拓扑(buck boost buck-boost
)的电路基础:
1, 电感的电压公式
=,推出
ΔI=V× T/L
Δ
2, sw 闭合时,电感通电电压 V
ON
,闭合时间 t
ON
sw 关断时,电感电压 V
OFF
,关断时间
t
OFF
3, 功率变换器稳定工作的条件:ΔI
ON
=ΔI
OFF
即,电感在导通和关断时,其电流变化相等。
那么由 1,2 的公式可知,V
ON
=L×ΔI
ON
/Δt
ON
,V
OFF
=L×ΔI
OFF
/Δt
OFF
,则稳定条件为
伏秒定律:V
ON
×t
ON
=V
OFF
×t
OFF
4, 周期 T,频率 f,T=1/f,占空比 D=t
ON
/T=t
ON
/(t
ON
+t
OFF
)→t
ON
=D/f =TD
→t
OFF
=(1-D)/f
电流纹波率 r P51 52
r=ΔI/ I
L
=2I
AC
/I
DC
对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值
ΔI=E
t
/Lμ
H
E
t
=V× T
Δ (时间为微秒)为伏微秒数,Lμ
H
为微亨电感,单位便于计算
r=E
t
/
( I
L
×Lμ
H
)→I
L
×Lμ
H
=E
t
/r→Lμ
H
=E
t
/(r* I
L
)都是由电感的电压公式推导出来
r 选值一般 0.4
比较合适,具体见 P53
电流纹波率 r=ΔI/ I
L
=2I
AC
/I
DC
在临界导通模式下,I
AC
=I
DC
,此时 r=2 见 P51
r=ΔI/ I
L
=V
ON
×D/Lf I
L
=V
O
FF
×(1-D)/Lf I
L
→L=V
ON
×D/rf I
L
电感量公式
:L=V
O
FF
×(1-D)/rf I
L
=V
ON
×D/rf I
L
设置 r 应注意几个方面:
A,I
PK
=(1+r/2)×I
L
≤开关管的最小电流,此时 r 的值小于 0.4,造成电感体积很大。
B,保证负载电流下降时,工作在连续导通方式 P24-26,
最大负载电流时 r’=ΔI/ I
LMAX
,当 r=2 时进入临界导通模式,此时 r=ΔI/ I
x
=2→
负载电流 I
x
=(r’ /2)I
LMAX
时,进入临界导通模式,例如:最大负载电流 3A,r’=0.4,则
负载电流为(0.4/2)×3=0.6A 时,进入临界导通模式
避免进入临界导通模式的方法有 1,减小负载电流 2,减小电感(会减小 ΔI,则减小
r)3
,增加输入电压 P63
电感的能量处理能力 1/2×L×I
2
电感的能量处理能力用峰值电流计算 1/2×L×I
2
PK
,避免磁饱和。
确定几个值:r 要考虑最小负载时的 r
值 负载电流 I
L
I
PK
输入电压范围 V
IN
输出电压 V
O
最终确认 L 的值
基本磁学原理:P71――
以后花时间慢慢看《电磁场与电磁波》用于 EMC 和变压器
H 场:也称磁场强度,场强,磁化力,叠加场等。单位 A/m
B 场:磁通密度或磁感应。单位是特斯拉(T)或韦伯每平方米 Wb/m
2
恒定电流 I 的导线,每一线元 dl 在点 p 所产生的磁通密度为 dB=k×I×dl×a
R
/R
2
dB 为磁通密度,dl 为电流方向的导线线元,a
R
为由 dl 指向点 p 的单位矢量,距离矢
量为 R,R 为从电流元 dl 到点 p 的距离,k 为比例常数。
dt
dI
L
V
=
T
I
L
∆
∆
1