BOOST升压电路的电感、电容计算.doc.doc

**BOOST升压电路详解** BOOST升压电路是一种常见的DC-DC转换器，它能将较低的输入电压提升到较高的输出电压。在设计此类电路时，关键元件是电感和电容，它们对电路的性能起着决定性作用。以下是根据给定参数详细解释电感和电容计算的步骤： 1. **占空比计算（don）** 占空比是指开关晶体管在每个开关周期中导通的时间与总时间的比例。在稳定状态下，电感电流在开关周期内的平均值等于输出电流，即Io。根据能量守恒定律，输入电压乘以占空比与输出电压的差值等于输出电压与整流管压降（Vd）之和乘以（1-占空比）。因此，我们有don = (Vo + Vd - Vi) / (Vo + Vd)。在这个例子中，don约为0.572。 2. **电感量（L）计算** 电感量的选取直接影响到输出纹波电压的大小。在初始阶段，当电感电流等于输出电流Io时，可以计算出最小电感量Lx，即Lx = Vi * (1 - don) / (f * 2 * Io)。在这个例子中，Lx = 38.5uH。实际应用中，为了减小磁滞损耗和考虑输入电压波动等因素，通常会选择大于Lx的电感值。这里取L = 60uH，并计算出电流的变化deltaI，以及电流的最大值I2，用于选择合适的磁环。 3. **输出电容（C）计算** 输出电容主要负责滤除输出纹波。选择陶瓷电容是因为其低ESR（等效串联电阻），能提供良好的高频滤波效果。输出电容C的值可以通过公式C = Io * don / (f * Vpp)来计算，这里C = 99.5uF，所以选择3个33uF/25V的陶瓷电容并联。 4. **磁环与线径的选择** 磁环的选择需要考虑到峰值电流I2，以确保在最大电流下不饱和。计算磁环的峰值电流rms（Irms）， Irms = √(1/3) * (I1^2 + I2^2 - I1 * I2)，得到Irms = 1.6A。然后根据Irms和工作频率选取合适的线径。 其他重要参数包括： - **电感（L）**: 对应电路中的储能元件，影响纹波和效率。 - **占空比（don）**: 决定了输入和输出电压的关系。 - **初始电流（I1）**: 开关导通瞬间，电感电流的初始值。 - **峰值电流（I2）**: 开关关断瞬间，电感电流的最大值。 - **线圈电流（Irms）**: 磁环中电流的有效值。 - **输出电容（C）**: 提供负载瞬态响应，降低输出纹波。 - **电流的变化（deltaI）**: 电感电流在一个开关周期内的变化量。 - **整流管压降（Vd）**: 二极管在导通状态下的压降，影响输出电压。 在实际设计中，除了上述计算外，还需要考虑热设计、效率、稳定性等因素，以确保整个BOOST升压电路的可靠性和性能。