Buck电路电感电容参数选择
Buck电路选择输出电感
Buck电路选择输出电感第一部分：先说说什么是电感电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。
电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。
电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。
如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。
电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。
简单的说：通直流，阻碍交流。
第二部分 实际电感特性电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。
电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上， 用来平滑电流。
电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。
换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。
电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。
有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和， 也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。
大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。
但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。
杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。
如果将杂散电容“集中”为一个电容， 则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。
电感的主要特性参数1、电感量L电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。
除专门的电感线圈（色码电感）外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。
单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH)，1H=10^3mH=10^6uH。
2、感抗XL电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。
它与电感量L 和交流电频率f的关系为XL=2πfL3、品质因素Q品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量，Q为感抗XL与其等效的电阻的比值，即：Q=XL/R。
buck电路电感纹波的比例系数
buck电路电感纹波的比例系数在电子电路设计中，buck电路是一种常见的降压稳压电路，它主要包括电感、开关管、二极管以及输出滤波电容等元件。
在实际应用中，我们往往需要考虑电感的纹波电流，而电感纹波的比例系数则是评估电路稳定性的重要指标。
电感纹波的比例系数是指电感输出端的纹波电流与输入电流之比。
它反映了电感对电路稳压性能的影响程度，也可以用来评估电路的功率转换效率。
在buck电路中，电流流经电感时会产生磁场，当开关管关闭时，电感储存的磁能会向输出端释放，从而供给负载。
然而，在瞬态过程中，电感纹波电流会引起输出电压的波动，从而影响稳压性能。
因此，我们需要通过计算电感纹波的比例系数来评估电路的稳定性。
为了计算电感纹波的比例系数，我们需要先确定电感纹波电流和输入电流的表达式。
假设输入电流为Iin，输出电流为Iout，电感两端的电压降为ΔVL。
根据基本电路理论，我们可以得到以下关系：ΔVL=(1-D)×Vout其中，D为占空比，等于开关周期内开关管导通时间与周期的比值。
而电感纹波电流可表示为：ΔIout=(1-D)×Vin/L×Δt其中，Vin为输入电压，L为电感的电感值，Δt为电感纹波电流的时间间隔。
据此，我们可以得到电感纹波的比例系数为：ΔIout/Iin=(1-D)×Vin/L×Δt/Iin通过对以上表达式的计算，我们可以获得电感纹波的比例系数。
一般来说，我们希望电感纹波电流尽可能小，这样电路的稳定性和功率转换效率会更高。
因此，我们可以调整电感的选取和占空比的控制，来降低电感纹波的比例系数，以提高电路的性能。
总结起来，buck电路中电感纹波的比例系数是评估电路稳压性能和功率转换效率的重要指标。
在电路设计中，我们应该注意优化选取电感和控制占空比，以降低电感纹波的比例系数，从而实现电路的稳定工作。
同时，我们也要注意综合考虑其他因素，如成本、尺寸等因素，以满足实际应用需求。
buck电路参数
标签：BUCK
电源设计之BUCK电路-2
偶是电源方面的菜鸟，继续考虑与分析，希望能够把这部分知识给牢固掌握，并涉及最主要的点，难免有不好错误和遗漏的地方，请各位电源高手不惜指教。
首先把设计需要的信息输入到我们定义参数中，如下图所示：
初步确认占空比和电感电流范围：
这里需要交代的是，我们在设计BUCK电路过程中，在需要确保负载电流范围需要保证负载不进入断续模式，按照示意图所示中，当进入断续模式时，会产生Ring的情况。
继续扩展，连续与断续的分界线为：
采用电路的特征参量去分析，确实简洁，但是并没有体现出输入电压与输出电流之间的关系
特征产量的三个参量为
1.PWM周期
2.电路的主电感量
3.电路输出负载
以上反应的关系实质上是指输出电流与占空比的关系，而输出电压一般是确定的，因此等同于输入电压与输出电流之间的关系，以上的式子并没有清晰的反应
出来，以下的推导可直观的表示出来：
可发现，如果电感选择过小，则会导致在设计电流范围内，电路进入了断续模式，而且在正常的电流变化过程中，电路在两种模式中不断变化，存在临界点，这是
不能接受的，通过选择电感后，可得到以下图形：
因此我们在选择电感和电容的初步选择，需要满足以下的关系：
电容的计算式子：
电容与电感量是有关系的，因此先选择电感量是关键。
电感和电容都是按照标准值选取的，偶找到TDK和适当的电容后贴上：
电感和电容值都要参考标准值来选取，通过以上的选取后，需要对目前的电路参
数进行验证。
buck电路参数
标签：BUCK电源设计之BUCK电路-2偶是电源方面的菜鸟，继续考虑与分析，希望能够把这部分知识给牢固掌握，并涉及最主要的点，难免有不好错误和遗漏的地方，请各位电源高手不惜指教。
首先把设计需要的信息输入到我们定义参数中，如下图所示：初步确认占空比和电感电流范围：这里需要交代的是，我们在设计BUCK电路过程中，在需要确保负载电流范围需要保证负载不进入断续模式，按照示意图所示中，当进入断续模式时，会产生Ring的情况。
继续扩展，连续与断续的分界线为：采用电路的特征参量去分析，确实简洁，但是并没有体现出输入电压与输出电流之间的关系特征产量的三个参量为1.PWM周期2.电路的主电感量3.电路输出负载以上反应的关系实质上是指输出电流与占空比的关系，而输出电压一般是确定的，因此等同于输入电压与输出电流之间的关系，以上的式子并没有清晰的反应出来，以下的推导可直观的表示出来：可发现，如果电感选择过小，则会导致在设计电流范围内，电路进入了断续模式，而且在正常的电流变化过程中，电路在两种模式中不断变化，存在临界点，这是不能接受的，通过选择电感后，可得到以下图形：因此我们在选择电感和电容的初步选择，需要满足以下的关系：电容的计算式子：电容与电感量是有关系的，因此先选择电感量是关键。
电感和电容都是按照标准值选取的，偶找到TDK和适当的电容后贴上：电感和电容值都要参考标准值来选取，通过以上的选取后，需要对目前的电路参数进行验证。
电感的确定负载电流3A,峰值电流为Ipeak为有效电流Irms的2-3倍，电感可以这样估算，L=(Vin-Vdsat-V out)*Ton/Ipeak;Vdsat为PMOSFET的导通压降，Ton为导通时间，可见电感愈小，峰值电流愈大，同时还要考虑电感磁芯饱(Core Saturation)电容的取值和你要求的纹波有关Vripple.BUCK/BOOST电路原理分析发布: 2011-6-17 | 作者: —— | 来源: 华强电子网用户| 查看: 344次| 用户关注：Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。
BUCK电路电感选择和计算
BUCK电路电感选择和计算电感参数当导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与产生此磁通的电流成正比。
当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。
根据法拉弟电磁感应定律来分析，电感则是电流通过线圈产生的磁通量储存在铁心中存储能量（Φ=LI），当通过线圈的电流愈大时磁通量也相对愈大，即代表储存的能量越大。
如图1 中，开关导通时间段，电感L内的电流逐渐增加，当导通结束后，进入截止时间段，这时候由于L内的电流达到最大值，电感中的电流不能突变，所以，继续有电流流过，当截止时间结束后，电感中的电流达到最小值，重新开始新的周期。
电感就是通过这种在周期中的导通时间，将能量储存在磁场内，并在断开时将所储存的能量提供给负载来工作。
图1.电感在DC-DC Buck 电路中的应用，工作在连续电流模式下。
电感两端的电压可以突变但电流不会突变。
由于电感中变化磁场会对周边产生电磁辐射，对周边敏感组件产生干扰，因此屏蔽是首先需要考虑的，屏蔽的电感最主要就对外辐射少，但是尺寸比较大，价格也贵。
非屏蔽的电感则可以做的很小，电流也可以做的很大，价格也便宜。
如果设计中问题辐射是关键因素，屏蔽电感还是首选。
当电流流过时，电感的温度会上升，交流纹波（AC ripple）会导致磁芯损耗，而直流电流会导致感应系数下降。
稳态状况下直流电流Irms 引起电感温度上升20-40 摄氏度，这也是电感功耗的主要参考。
另外，也有将Irms 归类成输出电流或开关模块的平均电流。
功耗有两部分组成，已是由Irms 部分计算的直流损耗P=I2R和AC纹波电流引起的磁芯损耗。
电感选择示例buck 转换电路为例说明滤波电感的设计方法。
这是常用的降压调节电路，以提供稳定和高效的输出电压。
在变换电路中，设有LC 滤波电路，滤波电感中的电流含有一个直流成分和一个周期性变化的脉动成分。
buck变换器的滤波电容电感怎么选取及用法
buck变换器的滤波电容电感怎么选取及用法
Buck变换器电感的选择选择Buck变换器电感的主要依据是变换器输出电流的大小。
假设Buck变换器的最大额定输出电流为maxoI，最小额定输出电流为minoI。
当Buck变换器的输出电流等于maxoI时，仍然要保证电感工作在非饱和状态，这样电感值才能维持恒定不变。
电感值1L的恒定确保了电感上的电流线性上升和下降。
其次，最小额定输出电流minoI和电感值1L决定了Buck变换器的工作状态是否会进入DCM模式。
我们知道，当Buck变化器工作在CCM模式时有
且当输出电压OV，输入电压dcV和变换器的工作周期T不变时，导通时间Ton保持不变。
由CCM模式和DCM模式的临界条件可知，CCM模式的最小输出电流为
联立三式得Buck变换器CCM模式和DCM模式的临界电感值为
Buck变换器输出电容的选择和纹波电压的大小密切相关。
我们知道，实际的电容C1可以等效为如图所示的电路结构。
其中电阻R0为等效串连电阻（EquivalentSeriesResistance，ESR），电感L0为等效串连电感（EquivalentSeriesInductance，ESL）[标签:内容]。
DCDC-BUCK中电感的选型思考
DCDC电路应该是硬件设计中最常见的电路，而Buck用得尤其多，下文介绍下电路中电感选型的几个思考。
BUCK电路选型的最重要的两个参数：电感值，电感电流。
电感电流一般有2个值：Isat是指饱和电流，一般指饱和电流（Saturation Current）电感值下降到30%（不同厂家定义有所不同，一般为10%-30%）的电流。
---dcdc电路中感电流瞬间值不能超过这个。
Irms是温升电流，也就是加电流后，电感产品自我温升温度不超过40度时的电流。
---dcc电路中电感电流有效值不能超过这个.电感值计算公式：Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin) ---同步BUCK，异步需要加入二极管的电压步骤：（1）确认输出电流Iout（2）确认电感值Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)一般来说△I（上图的Ipp）取20%-30%的Iout（最大输出电流），f为DCDC开关频率（3）根据Lmin选取L，一般略取大一点（4）通过上面的公式计算△I，ImaxImax=Iout+1/2 △I，饱和电流要大于Imax（5）确认电感的饱和电流要大于Imax温升电流要大于Iout确认输出电流以上公式网上颇多，如果只写到这里，那么本文也没什么价值。
主要是有一个问题，上述的Iout到底取多少呢？是DCDC芯片的最大输出电流能力，还是实际工作过程中真正使用的最大电流呢？笔者认为应是DCDC芯片的最大输出电流能力，比如2A的DCDC芯片，那么这里Iout取2A。
理由如下：假设实际要用到2A电流，与芯片能力是一样的，那么不管取芯片电流能力还是实际使用电流，按照公式算得电感值是相同的，用这个电感可以设计出输出2A的DCDC电路。
这时如果用这个电路接入500mA的负载，即实际输出电流是500mA，难道就不能用了，显然是可以的。
由公式知道，L与输出电流成反比，如果按照实际电流计算，在接小负载时，比如200mA，那么算得的L值是2A时的10倍，电感值大，体积就大，这是我们不希望的。
buck电路选型计算
buck电路选型计算Buck电路选型计算一、引言Buck电路是一种常见的降压电路，通过控制开关管的导通时间来调节输出电压。
在电源设计中，正确的Buck电路选型计算至关重要。
本文将介绍Buck电路的基本原理，并详细讨论Buck电路选型计算的关键要点。
二、Buck电路原理Buck电路由输入电压源、开关管、电感、电容和负载组成。
当开关管导通时，电感储存能量，当开关管关断时，储存的能量通过二极管和负载输出。
通过调整开关管的导通时间，可以实现对输出电压的调节。
三、Buck电路选型计算要点1. 输入电压范围：首先需要确定输入电压的范围。
根据实际应用需求选择合适的输入电压范围，以确保Buck电路能够正常工作。
2. 输出电压要求：根据实际应用需求确定输出电压的要求。
输出电压应满足负载的工作需求，并考虑到电路的稳定性和效率。
3. 输出电流要求：根据负载的工作特性确定输出电流的要求。
输出电流应满足负载的工作需求，并考虑到电路的稳定性和效率。
4. 开关频率选择：开关频率是指开关管的导通和关断频率。
选择适当的开关频率可以平衡功率损耗和成本。
常见的开关频率有几十kHz到几百kHz。
5. 开关管和二极管选择：根据输入电压范围、输出电压要求和输出电流要求选择合适的开关管和二极管。
开关管应具有足够的导通电流和耐压能力，二极管应具有足够的反向耐压和导通能力。
6. 电感和电容选择：根据开关频率和输出电流要求选择合适的电感和电容。
电感的选择应满足电流涟漪和效率要求，电容的选择应满足输出电压涟漪和稳定性要求。
7. 控制方式选择：Buck电路的控制方式有连续导通模式和脉冲宽度调制（PWM）模式。
连续导通模式适用于小功率和低开关频率的应用，PWM模式适用于大功率和高开关频率的应用。
8. 保护功能选择：根据实际应用需求选择合适的保护功能。
常见的保护功能包括过压保护、过流保护和过温保护等。
四、实例分析以一个输入电压范围为12-24V，输出电压为5V，输出电流为2A 的Buck电路为例进行选型计算。
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（注：以下公式仅针对CCM模式）
1.占空比
(Vi-Vo)*Ton/L=Vo*Toff/L
D=Vo/Vi
D—占空比
2.电感
dIL= (Vi-Vo)*Ton/L
dIL==
L=5(Vi-Vo)Vo*T/(Vi*Io)
IL_avg = Io
IL_peak=
IL_rms=ILavg*(1+12)
L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%（可根据应用改变）dIL—电感纹波电流峰峰值
IL_avg—电感电流平均值
IL_peak—电感峰值电流
IL_rms—电感电流有效值
3.xx二极管
Id_peak=
Vrd=Vi
Id_peak—续流二极管峰值电流
Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间）
4.开关管
Isw_peak=
Vsw_peak =Vi
Isw_peak—开关管峰值电流
Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间）
5.输出电容
Icin_rms = [(Io-Iin)D+Iin(1-D)]
Ico_rms=dIL/
电容选取：耐压、纹波电流、电容量
Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值
Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值
技术资料，仅供参考
这里具体采用上海芯龙半导体有限公司降压IC举例说明
电源管理IC降压型电路电感应用XL4003
①(（Vi-Vo)/L)*D=（Vo/L）*(1-D)已知输入电压Vi，输出电压Vo,求出D;22 D=Vo/Vi
②Io 为设定值已知输出电流Io;
③Ton=T*D 求出Ton
④((Vi-Vo)/L)Ton=dI=*Io可求出L.
L=((Vi-Vo) *Ton)/*Io)
举例说明
输入电压12V，输出电压5V，输出电流3A，F=300KHz,计算电感；由一式得：
由二式得：Io=2A
由三式得：Ton=
由四式得：电感量16uH推荐使用18 uH 22 uH电感量。