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    • 01、簡介?/
    • 02、問題&分析
    • 03、小結(jié)
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BUCK電路電感量 L 與Vin、D、Ton、Toff的正反比關(guān)系?

2024/09/04
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01、簡介?/

參考《開關(guān)電源寶典·降壓電路(BUCK)的原理與應(yīng)用》“3.1.5 降壓電路感值計(jì)算公式的推導(dǎo)”章節(jié)內(nèi)容,在已知輸入電壓、輸出電壓、紋波電流和開關(guān)頻率這四個參數(shù)的情況下,BUCK電路所需功率電感最小值、典型值和最大值分別為公式(3.39)、(3.40)和(3.41),功率電感值與輸入電壓呈正比關(guān)系。

參考https://forum.monolithicpower.cn/t/topic/516 或者 [BUCK電路功率電感的取值,如何確定?(1)] ,MP2330C支持的輸入電壓范圍是4.2V到24V;在輸出電壓3.3V、負(fù)載電流3A、開關(guān)頻率650kHz、紋波電流系數(shù)取 r = 0.3 的情況下:

如果輸入電壓是19V,電感值是 ( 19V - 3.3V) * (3.3V / 19V) / ( 0.3 * 3A * 650kHz ) = 4.66uH

如果輸入電壓是5V,電感值是 ( 5V - 3.3V) * (3.3V / 5V) / ( 0.3 * 3A * 650kHz ) = 1.92uH

這也通過實(shí)際算例說明了“BUCK電路所需的功率電感值與輸入電壓呈正比關(guān)系”這個結(jié)論。

02、問題&分析

問題:

基于 L = Von * Ton / ΔI來看的話,Vin越大,占空比 D = Vout / Vin越小,對應(yīng)的 Ton = D * Tsw 也就越小,那么所需的功率電感值 L 就與輸入電壓 Vin 呈反比關(guān)系了。這是怎么回事?

分析:

首先,Ton和Toff參數(shù)是會隨著Vin等參數(shù)變化的,所以通常不會說電感量L與ton、toff這兩個參數(shù)有關(guān)。

其次,從《開關(guān)電源寶典·降壓電路(BUCK)的原理與應(yīng)用》“3.1.4 什么是電感伏秒平衡?”[什么是電感伏秒平衡?如何推導(dǎo)?]章節(jié)公式(3.16)可見,Von = Vin - Vout,相當(dāng)于有L = Von * Ton / ΔI = (Vin - Vout) * Ton / ΔI,Ton是由Vin變化導(dǎo)致的,而該公式中又包含Vin這個參數(shù),所以不能直觀地看出電感量L與Ton之間的變化關(guān)系。

最后,因?yàn)榉肫胶夤?3.26) Von*Ton = Voff*Toff(參考[什么是電感伏秒平衡?如何推導(dǎo)?]),且公式(3.22) Voff = Vout,所以有 L =? Voff * Toff / ΔI = Vout * Toff / ΔI,從而得到“電感量L與Toff參數(shù)成正比”這個結(jié)論。進(jìn)而使用 Toff = Tsw - Ton 得到 L = Vout * (Tsw - Ton) / ΔI 得到“電感量L與Ton參數(shù)成反比”這個結(jié)論。

03、小結(jié)

Vin ↑ -①- D ↓ -②- Ton ↓ -③- Toff ↑ -④- L ↑

① D = Vout / Vin

② Ton = D * Tsw

③ Ton + Toff = Tsw

④ L = Vout * Toff / ΔI, ΔI = r * Iout

CCM模式下,Vout、Tsw(或Fsw)、Iout(或ΔI)不變的情況下,Vin增大,所需的 L 與占空比 D 成反比關(guān)系、與 Ton 成反比關(guān)系、與 Toff 成正比關(guān)系、與 Vin 成正比關(guān)系。

注:“電源先生”公眾號后臺私信“ 電感量與輸入電壓成正比 ”(復(fù)制黏貼不會出錯)獲取本文PDF下載鏈接...

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