boost电路参数计算
boost电感计算公式
boost电感计算公式
【最新版】
目录
1.电感计算公式的背景和重要性
2.Boost 电感计算公式的定义和应用
3.Boost 电感计算公式的优缺点分析
4.结论
正文
电感计算公式是电子电路设计中非常重要的一部分，它能帮助工程师快速准确地计算电感量，从而设计出性能优秀的电路。
在众多的电感计算公式中，Boost 电感计算公式由于其适用范围广、计算简便等优点，被广泛应用在实际电路设计中。
Boost 电感计算公式是基于电感线圈的匝数、线圈直径、线圈长度、线圈材料等因素来计算电感量的。
具体公式为：L=N*(πD^2H)/8，其中 L 表示电感量，N 表示线圈匝数，D 表示线圈直径，H 表示线圈高度。
通过这个公式，工程师可以根据实际需求设计出合适的电感器。
Boost 电感计算公式的优点在于其计算简便，只需要知道线圈的匝数、直径、长度等参数，就可以快速计算出电感量。
此外，该公式适用范围广，无论是环行线圈还是螺旋线圈，都可以使用这个公式来计算电感量。
但是，这个公式也有一些缺点，例如它假设线圈是理想的，没有考虑线圈的电阻、电容等因素，因此在实际应用中可能会有一些误差。
总的来说，Boost 电感计算公式是电路设计中非常重要的一部分，它能帮助工程师快速准确地计算电感量，从而设计出性能优秀的电路。
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Boost电路设计计算
假設一昇壓型轉換器，電氣規格如下：
Vin (min) :9V
Vin(max) :27V
Vout : 36V
Iout(min) : 0.4A
Iout(max) : 2.0A
工作頻率 :227KHZ
漣波電流 :△IL<2Iout,min=0.8A
漣波電壓 :△Vout<360mV
若要使其操作在CCM情況，試設計滿足以上條件所須之電感值與電容值。
解：
Ts=1/fs= 4.405286344usec
Vout/Vin,min=1/(1-Dmax)>>>Dmax=0.75
Vout/Vin,max=1/(1-Dmin)>>>Dmin=0.25
工作週期Duty變化由0.25~0.75，若要操作在CCM情況則Duty不也就是說DCM/CCM邊界是在最大輸入電壓及最小輸出電流時，工作週期就是
若要操作在CCM則設計電感值須大於臨界電感值LB
L>LB=(Vout*Ts*Dmin(1-Dmin)2)/2Iout,min =27.88
若電感值為27.88uH，接著電容值設計如下：
C=Iout,max*Dmax*Ts/△Vout=18.36uF
之電感值與電容值。
作在CCM情況則Duty不可小於0.25;電流時，工作週期就是0.25。
uH。
电感的计算方法和BOOST升压电路的电感、电容计算
电感计算方法加载其电感量按下式计算:线圈公式阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用 360ohm 阻抗，因此：电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ?(2*3.14159) ?F (工作频率) =360 ?(2*3.14159) ?7.06 = 8.116mH据此可以算出绕线圈数：圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ?圈直径 (吋) 圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ?2.047 = 19 圈空心电感计算公式空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)D------线圈直径N------线圈匝数d-----线径H----线圈高度W----线圈宽度单位分别为毫米和mH。
空心线圈电感量计算公式:l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)线圈电感量 l单位: 微亨线圈直径 D单位: cm线圈匝数 N单位: 匝线圈长度 L单位: cm频率电感电容计算公式:l=25330.3/[(f0*f0)*c]工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q值决定谐振电感: l 单位: 微亨线圈电感的计算公式作者：线圈电感的计算公式转贴自：转载点击数：2991。
针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON)L=N2．AL L= 电感值（H)H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈)AL= 感应系数H-DC=直流磁化力 I= 通过电流(A)l= 磁路长度（cm)l及AL值大小，可参照Micrometal对照表。
例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nHL=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表)H-DC=0.4πNI / l = 0.4?.14?.5?0 / 3.74 = 18.47 （查表后）即可了解L值下降程度(μi%)2。
BOOST升压电路的电感、电容计算
BOOST升压电路的电感、电容计算已知参数：输入电压：12V --- Vi 输出电压：18V ---Vo输出电流：1A --- Io输出纹波：36mV --- Vpp工作频率：100KHz --- f1：占空比稳定工作时，每个开关周期，导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少，即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入，don=0.5722：电感量先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io) ，参数带入，Lx=38.5uH,deltaI=Vi*don/(L*f)，参数带入，deltaI=1.1A当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加变化较明显，当电感的电感量大于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加几乎不再变小，由于增加电感量可以减小磁滞损耗，另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH，deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入，deltaI=0.72A，I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(1/2)*deltaI，参数带入，I1=1.2A,I2=1.92A3：输出电容：此例中输出电容选择位陶瓷电容，故 ESR可以忽略C=Io*don/(f*Vpp),参数带入，C=99.5uF，3个33uF/25V陶瓷电容并联4：磁环及线径：查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2)，参数带入，irms=1.6A按此电流有效值及工作频率选择线径其他参数：电感：L 占空比：don初始电流：I1 峰值电流：I2 线圈电流：Irms输出电容：C 电流的变化：deltaI 整流管压降：Vd。
BOOST电路参数计算公式
BOOST电路参数计算公式输出电容的选择和你的开关频率占空比还有纹波的要求有关，和电感量没有直接关系。
也就说没有所谓的搭配关系影响效率和MOS发热。
我感觉你的电感选小了，或者频率选低了。
电感选小了电感充电迅速完成，之后管子没有关断导致电感成了直流电阻负载，消耗电能并导致MOS发热。
如果频率高的话可以缓解这种状况，但是增加电感量是根本。
再有Mos发热还跟你的开关时间有关系，就是说加在mos管G 极的信号是不是很好的方波，因为mos从截至到饱和必须划过放大区，而放大区的结功耗要大的多。
所以要求换过放大区的时间越短越好，就要求信号的上升下降沿要足够陡峭。
而mos管本G极和与DS之间是由比较的结电容的。
所以要求mos前面的电路要有一定的驱动能力。
下面是从网上看到的一个计算用例。
你试一下。
已知参数：输入电压：12V --- Vi输出电压：18V ---Vo输出电流：1A --- Io输出纹波：36mV --- Vpp工作频率：100KHz --- f*************************************************************** *********1：占空比稳定工作时，每个开关周期，导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少，即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入，don=0.5722：电感量先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io)，参数带入，Lx=38.5uH,deltaI=Vi*don/(L*f)，参数带入，deltaI=1.1A当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加变化较明显，当电感的电感量大于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加几乎不再变小，由于增加电感量可以减小磁滞损耗，另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH，deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入，deltaI=0.72A，I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(1/2)*deltaI，参数带入，I1=1.2A,I2=1.92A3：输出电容：此例中输出电容选择位陶瓷电容，故ESR可以忽略C=Io*don/(f*Vpp),参数带入，C=99.5uF，3个33uF/25V陶瓷电容并联4：磁环及线径：查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2)，参数带入，irms=1.6A按此电流有效值及工作频率选择线径其他参数：电感：L 占空比：don初始电流：I1 峰值电流：I2 线圈电流：Irms输出电容：C 电流的变化：deltaI 整流管压降：Vd。
Boost电路PI参数计算
4.3.1Boost 稳压输出由于本系统中存在两种工作模式，经研究发现，两种工作模式控制方式的不同最终体现在对逆变器的控制上，因此在设计控制算法时，将前级Boost 升压与后级的逆变分开处理，即前级Boost 电路的作用就是保证直流母线电压恒定，为实现该目标，前级Boost 的稳压输出采用经典控制中的PI 控制算法，设计中采用了增量式PI 控制算法，增量式PID 公式为：)2()(211---+-++-=∆n n n D n I n n c n e e e K e K e e K P （4-1）其中K I 为积分系数，K D 为微分系数，本系统只使用了PI 控制，因此微分系数为零，因此整理后的增量式PI 为：n I n n c n e K e e K P +-=∆-)(1 （4-2）为减小超调，提高调节速度，设计时给系统增加了一个前馈环节。
因此，本系统PI 控制的公式为：11)(--++-=∆n n I n n c n P e K e e K P （4-3）PI 控制是工业应用非常广泛的控制算法，但是PI 参数的选择是比较令人头痛的事情，大多数在确定参数时采用试凑与经验相结合方式。
本设计结合该系统的控制特点，给出了PI 参数范围确定的比较好的试凑方法。
下面以Boost 电路为例，通过PI 控制实现电压输出的稳定。
额定输入电压：24V输入电压：21.6V —28.8V输出电压：85V工作频率：15K控制器：DSP28035具体选择如下（其中D 为DSP 中设置的升压比）：（1）选取软启动最优工作点由于Boost 电路在实际带载时，输出电压要低于理论计算值，因此确定最小占空比D 为：338.0858.28≈=VV D （4-4） 因此在D 初始化时为0.80，软启动过程完成后，D 的值为0.338。
（2）判断控制器的调节精度DSP 工作频率为15K ，设置的DSP 中PWM 比较器的周期值为1000，因此Boost 电路在调节时的精度为0.001D e ∆=，所以Boost 调节的最大误差为（假设此时的D = 0.2）：max 21.621.60.50.20.201V V e V =-= （4-5） 最小误差为（假设此时的D = 0.28）： min 28.828.80.40.270.271V V e V =-= （4-6）即在输入直流电压波动范围内输出稳定时，调节误差在0.4V —0.5V 的范围内。
BOOST 电路 电感值计算
()L
D T V V V D in o L I )
1(2-⋅--=
∆
由于在稳态时这两个电流的变化量的绝对值相等,所以有伏秒相等：
V in *T on = (V o -V in )T off
)1()(D T V V V TD V D in o in ---=
化简得:电压增益: D
V V M in o -==
11 最大占空比：o
in
o V V V D -=
由以上可知,电压增益总是大于1.故称为升压变换器.
四.举例
电路输入90VDC,输出400VDC,输出功率400W,变换器频率100KHZ,选用TDK PQ3230的磁芯,试算出实际的电感.
选取铁氧体磁芯：TDK PQ32/30 (PC40) 技术参数：νin =90VDC,Vo=400Vdc
P OUT =400W,f k=100kHz ,Krp
取
0.3.(Krp=Ir/Ilp)
4.1 电感计算 (1) 最大占空比D
o
in
o V V V D -=
Io Vo I V L in ⋅=⋅ 能量守恒 其中I L 为电感平均电流。
又因为有：
D
V V in o -=11 所以有D
Io
I L -=
1 （1） 电感平均电流为电流三角形面积的平均值 ，
所以，L T D V T DT
L V T D DT T I T D DT I in in L ⋅⋅=
⋅-+=∆-+=21))1((21
))1((21 （2） 将（2）代入（1）得，
f
I D D V I T D D V L o in o in ⋅-⋅⋅=⋅-⋅⋅=2)
1(2)1(。
BOOST电路设计及仿真
目录一. Boost主电路设计： (2)1.1占空比D计算 (2)1.2临界电感L计算 (2)1.3临界电容C计算（取纹波Vpp<2.2V） (2)1.4输出电阻阻值 (2)二. Boost变换器开环分析 (2)2.1 PSIM仿真 (2)2.2 Matlab仿真频域特性 (2)三. Boost闭环控制设计 (2)3.1闭环控制原理 (2)3.2 补偿网络的设计（使用SISOTOOL确定参数） (2)3.3 计算补偿网络的参数 (2)四．修正后电路PSIM仿真 (2)五．设计体会 (2)Boost变换器性能指标:输入电压：标准直流电压Vin=48V输出电压：直流电压Vo=220V 参考电压Vref=5V输出功率：Pout=5Kw输出电压纹波：Vpp=2.2V Vm=4V电流纹波：0.25A开关频率：fs=100kHz相位裕度：60幅值裕度：10dB一. Boost主电路设计：1.1占空比D计算根据Boost变换器输入输出电压之间的关系求出占空比D的变化围。
1.2临界电感L计算选取L>Lc，在此选L=4uH1.3临界电容C计算（取纹波Vpp<2.2V）选取C>Cc，在此选C=100uF1.4输出电阻阻值Boost主电路传递函数Gvd（s）占空比d（t）到输出电压Vo（t）的传递函数为：二. Boost变换器开环分析2.1 PSIM仿真电压仿真波形如下图电压稳定时间大约1.5毫秒，稳定在220V左右电压稳定后的纹波如下图电压稳定后的纹波大约为2.2V电流仿真波形如下图电流稳定时间大约2毫秒，稳定在22A左右电流稳定后的纹波如下图2.2 Matlab仿真频域特性设定参考电压为5V，则，系统的开环传递函数为,其中，由上图可得，Gvd(s)的低频增益为-60dB，截止频率fc=196KHz，相位裕度--84.4，相位裕度过小，高频段是-20dB/dec。
系统不稳定，需要加控制电路调整。