buck电路公式

Buck电路工作原理

电源闭合时电压会快速增加，当断开时电压会快速减小，如果开关速度足够快的话，是不是就能把负载，控制在想要的电压值以内呢?

假设12V降压到5V，也就意味着，MOS管开关需要42%时间导通，58%时间断开。

当42%时间MOS管导通时，电感被充磁储能，同时对电容进行充电，给负载提供电量。

当58%时间MOS管断开时，由于电感上的电流不能突变，电路通过电感的电流及电容为负载供电，从而将负载端的电压维持在5V。

Buck电路的器件选型

Buck电路主要由以下部分组成：

• 控制器芯片
• 功率MOS管
• 功率电感
• 输入/输出滤波电容

• 控制器芯片的选型

根据实际应用场景，控制器首先要满足开关电源电路的各项技术参数，其次要满足电路的工作环境要求，最后要在成本控制范围内选择适合的电源方案。

模拟控制器还是数字控制器：数字控制器外围电路简单，在线调试更容易，并可以根据应用灵活配置。

单相还是多相：根据输出电流大小来选择相数。相数不够则无法满足电流需求，相数过多则成本增加。输出电流30A以下，选择单相控制器即可;超过30A则增加至2相，以此类推，一般保持每相电流在15A~30A(取决于功率器件的能力)这个范围是比较合理的。

输入与输出电压范围：根据实际使用场景，选择输入与输出电压合适的控制器芯片，保证输入电压在控制可承受范围内，保证输出电压大小与精度符合电路设计要求。

通信协议：对于数字控制器而言，要考虑控制器芯片支持哪些通信协议，满足主控芯片对于通信接口的分配。

• 功率MOS管的选型

Vds耐压：保证实际MOS管工作时DS两端压差小于Vds耐压，避免MOS管被击穿。考虑到电路实际工作时MOS管DS两端的波形会有振铃，Vds耐压一般选择比输入电压高10V以上，例如输入20V，选择Vds耐压为30V的MOS。

Id电流：保证输出峰值电流不超过Id，可通过MOS管的SOA曲线来判断。MOS规格书标明的Id电流是基于Rdson和最大功率Pd计算得来的，没有考虑开关损耗，因此不能直接跟MOS的Irms进行比较，需要计算MOS整体的损耗来确定选型。

Rdson和Qg：这两个参数影响MOS管的损耗，原则是上管选择Qg更低的MOS管，下管选择Rdson小的MOS。如果Buck电路PWM的占空比较大(>50%)，上管的导通损耗也不容忽视，需要Qg和Rdson两个参数都小。另外还可以通过降低MOS管的开关频率或者将MOS管并联来降低开关损耗。

• 功率电感的选型

感值：电感的感值可使用以下公式计算得出，其中r是电流纹波率，一般选择0.3~0.5左右：

电感值会影响输出电源纹波和动态响应，实际应用时需要根据实际测试结果进行调整。

电流：电感的电流分为饱和电流Isat和温升电流Irms，实际工作时电感上电流波形如下：

选择电感时首先要保证饱和电流Isat大于电感电流峰值Ipeak，从而避免电感饱和，感值下降造成MOS和电感损坏。

温升电流是从电感的工作温度和损耗的角度出发，选型时尽量让温升电流大于电感电流的有效值，如下面公式所示：

DCR(直流电阻)：如果电源电路使用电感DCR做电流检测时，为了保证检测结果的一致性，电感的DCR精度尽量选择±5%以内。

• 滤波电容的选型

耐压值：一般电容的耐压需要降额到90%左右使用，为了更高的可靠性，在一些特定场景要求降额到50%。

容值：电容的容值影响滤波和稳压的效果，理论上容值越大，效果越好。

实际上电容的频率-阻抗特性曲线并非线性，不同电容的特性曲线也不一样。如下图所示，分别为330uF，22uF，0.1uF的特性曲线。

在低频段330uF的阻抗要明显低于22uF和0.1uF，在中间频段则是22uF的阻抗较低，高频段0.1uF的阻抗较低。因此需要针对不同频段的电源噪声，选择不同容值的电容组合滤波。

在Buck电路的输入和输出端，一般选择大容值的固态电解电容跟小容值的MLCC组合，以实现全频段都有较低的阻抗。

最大纹波电流：电容纹波电流有效值要大于实际输入电容的纹波电流。输入电容纹波电流有效值可以按照如下公式计算：

ESR(等效串联电阻)：电容的ESR主要影响电源纹波，同时也跟电容的纹波电流有效值相关。一般情况下，电容的ESR越小，纹波电流有效值越大，如下图所示：

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幸将砍3312BUCK电路电感一般为多大 -
羿步柿18685954139 ______ 电感大小是没有什么一定的值得.电感大小的选取是根据你所采用的开关频率以及所要求的电流纹波值所决定的.同等要求下,开关频率越高电感可以选得越小.在开关频率一定得情况下,电感值越大纹波越小.因此到底选多大的电感是由你的设计要求所计算决定的.具体计算公式可以参照徐德鸿老师的《电力电子技术》第二章.希望对你有帮助,望采纳答案~

幸将砍3312buck电感怎么计算匝数 -
羿步柿18685954139 ______ 知道一个电感值,求匝数都麻烦,比如线径、磁芯类型、磁芯面积,通过电感的电流峰值等.我推荐你搜一个软件“SMPS CAL v5.0” 根据算出来的结果,工作在连续模式要比算出来的结果大,buck电感是储能电感,大点无所谓,小了就出问题.

幸将砍3312求教BUCK和BOOST共用电感的话,感量该怎么选 -
羿步柿18685954139 ______ 首先你要明确不管是BUCK抑或是BOOST其在开关管开通和关断期间电感上电流的上升和下降时一样的,根据电感上的电流变化率等于电感两端电压和电感值的商,若已知电感两端电压和电流变化率就可得到电感值,同样的方法可以得到输入和输出占空比.BUCK电路Lc=(Vo/2*Po*f)*(1-D),Vo=D*Vin; BOOST电路Lc=((Vo*Ts)/(2*Io))*D*(1-D)*(1-D),Vo=Vin/(1-D);

幸将砍3312如何计算BUCK转换器的电感RMS电流 -
羿步柿18685954139 ______ 对于BUCK变换器,在电流连续模式下,V0/Vi就是占空比D,根据电感伏安特性,V=L*di/dt,自然会得出di=V*dt/L,假设主开关管在dt的时间导通,亦即在dt的时间电流从最小变到最大,即dt=D*T=D/fs=VO/Vi*fs,而在此期间,电感电压V=(Vi-V0),故可得到di=V*dt/L=(Vi-V0)*VO/Vi*fs*L=V0*(1-V0/Vi)/fs*L,即说明公式没错,至于您测试的结果,也许参数和实际之间有问题.在核实一下.

幸将砍3312求一道电力电子技术题目的解答电子设备用BUCK式 DC/DC电路,已知:理想条件下的输出电压为5V,输入电压为10~25V,输出电流为0.1A~10A,工作... -
羿步柿18685954139 ______[答案] (1)BUCK电路中输出电压与输入电压的关系式为:V0=Vin*D,D为占空比,不明白你说的输入电流时指哪里,如果是流过开关管的电流的话,在开关管在导通时,其输入电流与输出电流相同,在关断时,其值为0,因而,输入电流大小范围也在0.1A~...

幸将砍3312buck电路主要应用在那些场合? -
羿步柿18685954139 ______ 主要应用于低压大电流领域,其目的是为了解决续流管的导通损耗问题.采用一般的二极管续流,其导通电阻较大,应用在大电流场合时,损耗很大.用导通电阻非常小的MOS管代替二极管,可以解决损耗问题,但同时对驱动电路提出了更高的要求. 此外,对Buck电路应用同步整流技术,用MOS管代替二极管后,电路从拓扑上整合了Buck和Boost两种变换器,为实现双向DC/DC变换提供了可能.在需要单向升降压且能量可以双向流动的场合,很有应用价值,如应用于混合动力电动汽车时,辅以三相可控全桥电路,可以实现蓄电池的充放电.

幸将砍3312在buck boost开关电源主电路中,电容电感值是如何确定的? -
羿步柿18685954139 ______ 基本公式是电感的安秒平衡已经电容的伏秒平衡. 具体的数值有技术指标所要求的电压电流纹波来决定,一般来说电感电容越大,电流电压纹波越小.

幸将砍3312开关电源的电感和电容如何来计算选取,最好有个简单的buck例子说明一下 -
羿步柿18685954139 ______ 开关电源的电感一般根据所允许的通电流脉动值大小来选取,要考虑是否电流连续和断续工作.电容则是根据所允许的两端电压脉动值来选取.注意,上面只是讲了参数值选取的原则,具体设计还会根据不同的电感电容实际材质来进行进一步的设计.举例子的话,你不如自己找本书来看看,知道这里不便于回答.

幸将砍3312此开关电源中的电感参数 -
羿步柿18685954139 ______ 高频的情况下一方面漆包线的交流损耗会增加,另一方面的磁芯损耗也会增加,并且高频下电路的寄生参数会越来越明显.上面公式是用于BUCK电路中的,基本意思是工作BCM模式下(临界点常常用来计算最初的电感量),电流波纹的峰值.可以解释为:Vout*Toff/L=△I 式中的(1/f)*(1-Vout/Vin)表示Toff 由电感的基本公式可以推得U=L*(△I/△T).希望能帮到你.

幸将砍3312硬件电路调试时,想要让Buck电路输入电压实现阶跃跳变,比如从18V阶跃变化到30V,如何实现? -
羿步柿18685954139 ______ 做两个电源,如一个18v,一个30v,输出正极在电源前端都加入二极管阻断反向电压.. 用开关控制电源接入.