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01、BUCK電路的參數計算

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案例:設計一個Buck電路,滿足如下性能指標要求:
一、性能指標要求
??1、輸入電壓
??2、輸出電壓
??3、輸出電壓紋波
??4、電流紋波
??5、開關頻率
??
二、需要計算的參數
??
三、BUCK電路拓撲
??
四、BUCK電路工作原理
??
五、參數計算的假設前提條件
??
六、BUCK電路參數計算所需要的理論知識
??
七、導通時的占空比D的計算
??
八、電感L的計算
??
九、電容C的計算
??
十、案例中各個元器件的參數計算
一、性能指標要求
??1、輸入電壓
??????標準直流電壓48V

??2、輸出電壓
??????直流電壓24V,5A

??3、輸出電壓紋波
??????100mV

??4、電流紋波
??????0.25A

??5、開關頻率
??????fs = 250kHz

??
二、需要計算的參數
???1、占空比D1
???2、電感L
???3、電容C
???4、開關元件Q的選取

??
三、BUCK電路拓撲

???* D:續流二極管
???* L和C組成LPF

??
四、BUCK電路工作原理
???1、當t=[0,Ton]時,控制信號是的MOS管導通,續流二極管D截止,向電感L充磁,向電容C充電;
???2、當t=[Ton,T]時,MOS管截止,續流二極管D導通續流,電容C放電和電感L中電流下降維持;

??
五、參數計算的假設前提條件
???1、開關管和二極管均為理想型器件;
???2、電感L較大,使得在一個周期內電流連續,且無內阻;
???3、直流輸出電壓Uo恒定;
???4、整個電路無功耗;
???5、電路已達到穩態;

??
六、BUCK電路參數計算所需要的理論知識
???1、基爾霍夫電壓/電流定律;
?????(1)基爾霍夫電壓定律:
???????在一個回路中,電壓代數和為0。
?????(2)基爾霍夫電流定律:
???????在一節點,流進該節點的電流代數和等於流出該節點的代數和。

???2、法拉第定律;
?????????UL / L = ΔIL / Δt
???3、當電路達到穩態時:電感L上的電壓滿足“伏秒值相等的原則”,即:
?????????Von·Ton + Voff·Toff = 0
???4、電容的定義式:
?????????C = ΔQ/ΔUc

??
七、導通時的占空比D的計算
???1、開關管導通時,由基爾霍夫電壓定律得:
?????????UL = Ui - Uo
???2、開關管斷開時,由基爾霍夫電壓定律得:
?????????UL = - Uo
???3、針對電感L應用“伏秒值相等的原則”得:
?????????(Ui - Uo)·D·Ts - Uo(1 - D)Ts = 0
???4、求的D為:
?????????D = Uo / Ui

??
八、電感L的計算
???1、開關管導通時,由基爾霍夫電壓定律得:
?????????UL = Ui - Uo
???2、由法拉第定律:
?????????UL / L = ΔIL / D·Ts
???3、電感L為:
?????????L = UL·D·Ts/ΔIL

??
九、電容C的計算
???1、電容C充電的電荷為:
?????????ΔQ = ΔIL·Ts / 8
???2、電容定義式:
?????????C = ΔQ/ΔUc
???3、將1中的式子帶入2中:
?????????C = (ΔIL·Ts) / (8ΔUc)

public void test() throws Exception { DefaultBeanDefinition bd = new DefaultBeanDefinition(); bd.setClazz(User.class); bd.setSingleton(true); bd.setBeanFactoryName(www.ysyl157.com "TestFactory"); bd.setCreateBeanMethodName("createMethod"); bd.setStaticCreateBeanMethodName("staticCreateMethod"); factory.register(bd, "user"www.michenggw.com); bd = new DefaultBeanDefinition(); bd.setClazz(BeforeAdvice.class); factory.register(bd, "myBeforeAdvice"www.thd178.com/); AopProxyCreator aapc = new AopProxyCreator(); aapc.setBeanFactory(factory)www.gouyiflb.cn ; factory.registerBeanPostProcessor(aapc); // 向AdvisorAutoProxyCreator註冊Advisor aapc.register(new RegexMatchAdvisor("myBeforeAdvice", "execution(* bean.User.*())", new RegexExpressionPointCutResolver())); User user = (User) factory.doGetBean("user"); user.sayHello();

??
十、案例中各個元器件的參數計算
???1、占空比D
??????D = Uo / Ui = 0.5
???2、電感量L
??????L = UL·D·Ts / ΔIL = (48-24)*0.5*(1/250*10^-3)/0.25 = 0.000192H
???3、電容量C
??????C = (ΔIL·Ts) / (8ΔUc) = (0.25A / 250kHz)/ (8 * 0.1V) = 0.00000125F

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