Boost变换器设计公式_电子电路_工程科技_专业资料

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1、电流连续时Boost变换器设计公式Guojiyan,2013-3-9一.电流连续时Boost变换器设计公式31•原理图及曲线、波形31.1原理图31.2磁滞曲线和电流波形32.变换器的效率43・输入输出电压关系44.输出电容选择55.储能电感选择55.1电感量选择55.2电感峰值电流计算55.3电感平均电流计算66.功率开关管的选择66.1功率开关管耐压选择66.2功率开关管损耗选择66.3功率开关管峰值电流选择67.二极管的选择67」二极悸耐压选择67.2二极管功率选择67.3二极管峰值电流选择6一.电流连续时Boost变换器设计公式Vo1•原理图及曲线、波形图1Boost电路原理1.2

2、磁滞曲线和电流波形电感铁心磁滞曲线如下：VinAVL图2：电感铁心磁滞曲线(Vo-Vi)tAILtontoffT->图3：电感电流不连续时电流曲线2.变换器的效率当VI管导通时，功率开关管饱和压降为IV,在截止期间，二极管VD1压降为IV,输入电流即电感电流在■期间流过开关管，在心期间流过21,这样内部损耗为：Z故效率为：八伊念1⑴由于I严且(2),切解释：在一个周期内输出电荷等于开关关断时电感电流输出电荷所以上式可改为：q丄=匕丁二丄一(3)Piv+—匕+iloff这只是考虑变换器功率开关管直流损耗的情况，当考虑功率开关管在开关转换期间电压电流重叠的交流开关损耗，以及二极管反向恢复损耗时

3、，可近似认为交流损耗与直流损耗相当，交流损耗也是/£X1,这样效率近视为：n===—也—(4)VI+1.x2ToV.+2。cLV,HX21,1此外还要考虑电感损耗和电容损耗。3.输入输出电压关系在电感电流连续时，由图4可知，开关导通时电感电流的增量等于开关关断时电感电流减量，即A/二纽=少"一叽(5)厶厶t+1TTif变换得：匕二匕宁么二％二匕^二匕(6)其中：D卡⑺口W1~ron1一"1由上式可知，当改变占空比D吋，就能获得所需的上升的电压值，由于占空比D总是小于1,所以输出电压匕总是大于输入电压匕。4•输出电容选择Boost电路达到稳态后，输出电压稳定在所设定的输出恒压值匕上，只要选择

4、适当的电容C,则输出纹波可做的足够小，当输出电压纹波为U，直流输岀电流为时，由于管子导通期间全部负载都由C供电，因此电容C的选择取决于下式:C诜⑻由⑹式可求出『中⑼，帶入上式得，罟(⑼5.储能电感选择5」电感量选择由公式(6)可知：口=亿_%)丁(11)匕AZVt(12),根据公式⑸得:厶=十产(⑶，将(11)(12)带入(13)得厶inonM(14),由(14)式知：当输入电压是输出电压的1/2时，计算出的电感量最大V]根据能量守恒知输入功率等于输出功率，即V,,

5、电感峰值电流计算电感的峰值电流为：ILpk=Idc+—，将(12)式代入上式得：2【Lpk=be+=°+£)/&将(15)式代入上式得：/=(1+@)匕厶(17)"2讥5.3电感平均电流计算根据式(15)计算得出6.功率开关管的选择6.1功率开关管耐压选择功率开关管叫上承受的最大电压是匕，考虑电感的反峰尖刺等因素，一般选取管子时,电压留0.6・1倍的余量,即：(0.6-1)匕6.2功率开关管损耗选择功率开关管直流损耗：P一=空也,假设开关损耗等于直流损耗，则V]功率开关管总损耗为：片仃=匕+Pj=2匕人/$匕(18)6.3功率开关管峰值电流选择功率开关管峰值电流等于电感上的峰值电流，根据(

6、17)式计算。5.二极管的选择7.1二极管耐压选择二极管V0上承受的电压是匕，电压留0.6・1倍的余量，即：(0.6-1)匕7.2二极管功率选择在功率开关管截止期间，二极管V®导通，流过的电流为匚，乙的平均值VIt为g，则二极管的功率为：PVDiz=-mdc°ft(19)考虑反向恢复损耗，并将(15)代入(19)得：片讣=週匕丛L(20)'叽T其中V沏为二极管正向导通压降。7.3二极管峰值电流选择二极管峰值电流等于电感上的峰值电流，根据(17)式计算。