精通开关电源设计

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1、《精通开关电源设计》笔记三种基础拓扑（buckboostbuck-boost）的电路基础：1,电感的电压公式V=L—=L—f推出△I=VXAT/LdtAT2,sw闭合时，电感通电电压Von，闭合时间Snsw关断时，电感电压Voff，关断时间toFF3,功率变换器稳定工作的条件：△Ion=A【off即，电感在导通和关断时，-其电流变化和等。那么由1,2的公式可知,Von=LXAI0N/Ato^,Voff=LXAIo（q./Atoj.p,则稳定条件为伏秒定律：V（）NXt（）N=V（）FFXt（）FF4,周期T,频率f,T=l/f,占空比D==to"（Sn+torr）fto

2、N=D/f=TD~*toFF=（1-D）/f电流纹波率rP5152r=A1/Il=2IAc/Idc对应最人负载电流值和最恶劣输入电压值AI=E/LPhEt=VXAT（时间为微秒）为伏微秒数，LUh为微亨电感，单位便于计算r=Et/（ILXLuh）fXLuH=Et/r->LuH=Et/（r*IL）都是由电感的电压公式推导出来r选值一般0・4比较合适，具体见P53电流纹波率r=AVIl=2Iac/Idc在临界导通模式下，Iac=Idc，此时r=2见P51r=Al/IL=VONXD/LfIl=VOffX（l-D）/Lf1l->L=VOnXD/rfII电感量公式：L=VOffX

3、（1-D）/rfIL=VON>

4、1/2XLXF电感的能最处理能力用峰值电流计算1/2XLXI：k，避免磁饱和。确定几个值:r要考虑最小负载时的I•值负载电流IIIpk输入电压范■B3Vin输出电压V。最终确认L的值基本磁学原理：P71一一以后花时间慢慢看《电磁场与电磁波》用于EMC和变压器H场：也称磁场强度，场强，磁化力，叠加场等。单位A/mB场：磁通密度或磁感应。单位是特斯拉（T）或韦伯每平方米Wb/m2恒定电流I的导线，每一线元dl在点p所产牛的磁通密度为dB=kXIXdlXaR/R2dB为磁通密度，dl为电流方向的导线线元，知为由dl指向点p的单位欠量，距离欠量为R,R为从电流元dl到点p的距离

5、，k为比例常数。在SI单位制中k=nJ4兀，P0=4”X10_7H/m为真空的磁导率。则代入k后，dB=u0XIXdlXR/4^R3对其积分可得B=—[处上兰4兀上r3磁通量：通过一个表面上B的总量C=jB・ds,如果B是常数，贝IJe=BA,A是表S面积H=B/U-*B=uH,□是材料的磁导率。空气磁导率X107H/m法拉第定律(楞次定律)：电感电压V与线圈匝数N成止比与磁通量变化率V=NXd0/dt=NAXdB/dt线圈的电感量：通过线圈的磁通量相对于通过它的电流的比值L=H*NO/1磁通虽①与匝数N成正比，所以电感虽L与匝数N的平方成止比。这个比例常数叫电感常数,

6、用Ai.表示，它的单位是nH/匝数$(有时也用nH/1000匝数JL=Al*N2*10_9H所以增加线圈匝数会急剧增加电感量若H是一闭合回路，可得该闭合回路包围的电流总最《Hdl=IA,安培环路定律结合楞次定律和电感等式V=厶芈可得到dtV=NXdO)/dt=NAXdB/dt=LXdI/dt可得功率变换器2个关键方程：AB=LAI/NA非独立电压方程->B=LI/NAAB=VAt/NA独立电压方程->Bac=AB/2=VONXD/2NAf见P72-73N表示线圈匝数，A表示磁心实际几何面积(通常指中心柱或磁心资料给出的有效面积Ae)Bpk=LIpk/NA不能超过磁心的饱

7、和磁通密度由公式知道，大的电感量，需耍大的体积，否则只增加匝数不增加体积会让磁心饱和磁场纹波率对应电流纹波率rr=2Iac〃dc=2BacVBocBpk=(1+i72)BDcfBDc=2BpK/(r+2)BPK=(1+2/r)BAC-*BAC=rBPK/(r+2)-*AB=2BAC=2rBPK/(r+2)磁心损耗，决定于磁通密度摆幅AB,开关频率和温度磁心损耗=单位体积损耗X体积，具体见P75-76Buck电路h.=I(>6,二极管只在sw关断时流过电流，所以ID=ILX(1-D)7,贝I」平均开关电流Isw=IlXD8,由基尔崔夫电压定