BOOST電路和buck電路都是開關(guān)電源中的常見電路,兩者的差別在于電感和二極管的位置以及開關(guān)元件的電壓和電路結(jié)構(gòu)。
BOOST電路中,電感一般位于輸出端,并用于儲存和輸出電能,而buck電路中,扁線電感則一般位于輸入端。
電感的計算方法是根據(jù)所需的輸出電流和電壓來確定,主要有兩種方法:方法一:利用峰-峰電流法計算1. 計算開關(guān)管的峰-峰電流,即$I_{pk} = \frac{1}{2} \times \frac{\Delta I_{out}}{1-D}$,其中$\Delta I_{out}$為輸出電流峰-峰值,$D$為開關(guān)的導(dǎo)通比,一般取0.5;2. 根據(jù)峰-峰電流和轉(zhuǎn)換頻率計算電感值,即$L \geq \frac{(V_{in} - V_{out}) \times (1-D)}{f_{sw} \times I_{pk}}$,其中$V_{in}$和$V_{out}$分別為輸入和輸出電壓,$f_{sw}$為轉(zhuǎn)換頻率,一般取10kHz到100kHz之間。
方法二:利用能量守恒定律計算1. 根據(jù)輸出電壓和電流計算平均功率$P_{out} = V_{out} \times I_{out}$;2. 根據(jù)能量守恒定律,計算電感儲存的能量$E = \frac{1}{2} L \times I_{pk}^2$;3. 根據(jù)能量守恒定律,計算開關(guān)管在一個開關(guān)周期內(nèi)的能量變化$\Delta E = P_{out} \times T = \frac{1}{2} L \times I_{pk}^2 \times (1-D)$,其中$T$為開關(guān)周期;4. 根據(jù)$\Delta E$的表達式和$L$的定義式$L = \frac{\Delta E}{\frac{1}{2} I_{pk}^2 \times (1-D)}$計算電感值。
需要注意的是,在實際應(yīng)用中,除了以上兩種方法外,還需考慮電感帶來的電壓波動等因素,以確保電路穩(wěn)定和可靠。
除了峰-峰電流法和能量守恒定律,還有一些其他常用的方法可以計算BOOST和buck電路中所需的電感值:方法三:平均電感電流法電路中電感的平均電流為$I_L = \frac{1}{2} (\Delta I_{out})$,其中$\Delta I_{out}$為輸出電流峰-峰值;根據(jù)$L \geq \frac{(V_{in} - V_{out}) \times D}{f_{sw} \times I_L}$計算電感值。
方法四:恒壓比法根據(jù)輸出電壓與輸入電壓之比$k = \frac{V_{out}}{V_{in}}$,以及開關(guān)的導(dǎo)通比$D$計算能量轉(zhuǎn)移比$k_D = \frac{k}{1-D}$;根據(jù)$L \geq \frac{(V_{in} \times V_{out}) \times (1-D)}{f_{sw} \times V_{in}^2 \times k_D}$計算電感值。
方法五:波形分析法根據(jù)電路中電感的電壓和電流波形樣式,進行波形分析,確定電感值。
需要注意的是,以上方法只是給出了電感近似值的估算,實際應(yīng)用中需根據(jù)電路的具體特點及電感的參數(shù)要求等因素綜合考慮,通過實驗和仿真驗證后,進行精確計算和調(diào)整,以確保電路的穩(wěn)定性和性能表現(xiàn)。