上一篇文章已對部分DC-DC拓?fù)潆娐穯栴}做了整理和收集,本文繼續(xù)摘錄其它問題,希望對大家有所幫助。關(guān)于DC/DC電壓變換器設(shè)計(jì)的問題,歡迎隨時(shí)溝通,桑尼奇-孫生,18576699326,QQ:2335804557。(更多詳情)
問題1:輸入電壓范圍為VINMIN到VINMAX,則應(yīng)該選擇何值進(jìn)行buck,boost或buck-boost設(shè)計(jì)?
答:因boost與buck-boost電路電感平均電流隨D值增大而增大[IL=IO/(1-D)],故兩種電路電感需根據(jù)輸入電壓的最小值即VINMIN來設(shè)計(jì),此時(shí)電感電流取最大值(平均值與峰值)。通常必須確保電感值能承載應(yīng)用中的峰值電流而不飽合。buck電路的平均電流雖與輸入輸出電壓無關(guān),但因高輸入電壓會(huì)使峰值電流增加,于是宜根據(jù)輸入電壓的較高值(VINMAX)選擇buck電感。
問題2:為何boost與buck-boost電路平均電感電流公式相同,而與buck電路如此不同?
答:buck電路中能量在整個(gè)開關(guān)周期里(在開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷期間)都一直不斷地流向負(fù)載(通過電感),所以,平均電感電流一定等于負(fù)載電流,即IL=IO
電容對平均電流的流動(dòng)無任何影響,因?yàn)榉€(wěn)態(tài)情況下,電容上的電荷與每個(gè)開關(guān)周期末加在電感上的伏秒數(shù)一樣,平均值也為0(電荷是電流對時(shí)間的積分,以安.秒為單位)。若未達(dá)到平衡狀態(tài),電容將持續(xù)充電(或放電),直到達(dá)到穩(wěn)態(tài)(平均值為0)。
而boost與buck-boost電路中,能量僅在開關(guān)管關(guān)斷期間流到輸出端,且只能通過二極管流過,所以二極管的平均電流一定與負(fù)載電流相等,經(jīng)過簡單計(jì)算,因整個(gè)周期的二極管平均電流為ILX(1-D),且等于負(fù)載電流IO,于是可以得到boost與buck-boost電路中IL=IO/(1-D)。
問題3:三種拓?fù)涞钠骄敵鲭娏鳎簇?fù)載電流)與何相等?
答:buck電路的平均輸出電流與平均電感電流相等,而boost與buck-boost電路中其值等于平均二值管電流。
問題4:三種拓?fù)涞钠骄斎腚娏髦蹬c何相等?
答:buck電路的輸入電流只流過開關(guān)管,當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)便會(huì)停止,所以平均輸入電流一定與平均開關(guān)管電流相等。在開關(guān)周期的導(dǎo)通時(shí)間D內(nèi),平均開關(guān)管電流值與平均電感電流值相等,也即buck電路中與負(fù)載電流相等。所以整個(gè)周期內(nèi)的開關(guān)管電流數(shù)學(xué)平均值為DXIO,此必與輸入電流值 IIN相等。也可通過輸入與輸出功率對上式進(jìn)行驗(yàn)證。
根據(jù)上式可得,輸入功率與輸出功率相等,在計(jì)算過程中,假設(shè)開關(guān)管與二極管導(dǎo)通壓降為0,所以能量守恒無損,也即效率為100%。
同樣,因?yàn)?/span>boost變換器的輸入電流都流過電感,所以平均輸入電流與平均輸入電流與平均電感電流相等,即IO/(1-D),仍通過功率進(jìn)行驗(yàn)證
Buck-boost電路情況稍微復(fù)雜些,開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)輸入電流流過電感,而開關(guān)管關(guān)斷時(shí)電感電流仍繼續(xù)流動(dòng),但與輸入無關(guān),故只可得到平均輸入電流與平均開關(guān)管相等。因開關(guān)管電流中心值為IO/(1-D),所以其周期內(nèi)數(shù)學(xué)平均值為DXIO(1-D),此即為平均輸入電流。仍通過功率進(jìn)行驗(yàn)證,可得PIN=PO
問題5:三種拓?fù)涞钠骄姼须娏髋c輸入或輸出電流有何關(guān)聯(lián)?
答:buck電路的平均電感電流等于輸出電流,即IL=IO ; boost電路的平均電感電流與輸入電流相等,即 IL=IN;buck-boost電路中其等于輸入電流(平均值)與輸出電流(平均值)之和,推導(dǎo)如下:
各種電流關(guān)系表如下:
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