PWM控制器的设计—课程设计.doc
pwm课程设计报告
3、本人所做的是对系统进行调试，检查系统的毛病，并加以修改，使系统能正常运行。达到预期目标。
4、原理电路图
4. 原件清单列表：
电路板1块AT89c51芯片1个晶振1个
电容33p 2个10p 1个电阻10K 1个按键开关2个
L298芯片1个二极管4个直流电机1个导线若干
三：软件设计流程及其描述
1、系统模块层次结构图
2、程序流程图
3、程序源代码：
#include <reg51.h>
sbit PWMQ1=P1^1;
}
while(k2==0);
}
}void delay(unsigned char m)
{
unsigned cha(i=0;i<5;i++);
}
}
四、测试
经过硬件电路的设计和程序的编写，我们开始将元器件焊接在电路板上，焊接后连接电源，将程序输入51单片机，进行调试。发现电机并没有转动，我们首先对硬件部分进行检查，检查线路的连接是否出现问题，通过万用表看是否哪个部分短路，元器件是否损坏。检验完毕发现有几个地方发现短路，还有些元器件出现问题，于是我们重新把焊接的地方进行检查重新焊接并换上合格的元器件在进行检查发现没有什么问题。然后我们再一次打开开关测量单片机是否发出我们所需要的pwm波，结果发现这个pwm波不是我们想要的脉宽和周期的波于是我们检查程序的编写，发现我们对pwm波的设置出现问题，于是翻阅资料超找51单片机pwm波的定义如何产生一定波长以及频率的波，最后进行改正，得到想要的结果。再一次运行程序发现电机仍然不动，我们用示波器检查l298发出的方波，发现没有发出波形，觉得是对l298芯片的连接出现问题，我们上网查找l289的说明书，发现我们的电源采用不对，于是改变电源。再一次运行系统，电动机有了转动，但是在按动加速按钮后没有发现有明显的加速，减速也是，于是我们开始检查自己程序和按钮电路，电路没有问题，发现程序的编写出现逻辑的错误，因此并没有使加减速的程序得到运行，再改动程序后重新输入程序，运行系统电机可以转动以及加减速了。
pwm调光课程设计
pwm调光课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解PWM（脉冲宽度调制）的基本概念，掌握其调光原理；2. 学生了解PWM调光在电子技术中的应用，如LED照明控制；3. 学生掌握PWM调光电路的设计方法，包括元件选择、电路搭建和调试。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立设计简单的PWM调光电路；2. 学生能够使用相关工具和仪器进行PWM调光电路的搭建和调试；3. 学生通过实际操作，提高动手能力，培养解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发学习热情，形成自主学习的能力；2. 学生通过合作学习，培养团队协作精神，增强沟通与表达能力；3. 学生认识到PWM技术在节能环保方面的意义，提高社会责任感和环保意识。
课程性质：本课程属于电子技术领域，以实践操作为主，理论联系实际。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，具有较强的动手能力和好奇心。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生进行自主探究和合作学习，关注学生的个体差异，提高学生的综合能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际电路设计中，达到学以致用的目的。
二、教学内容1. PWM基本原理：讲解PWM的定义、工作原理及其在调光中的应用；- 相关教材章节：第二章“脉冲宽度调制技术”2. PWM调光电路设计：介绍PWM调光电路的组成、元件选择及连接方式；- 相关教材章节：第三章“PWM调光电路设计”3. 电路搭建与调试：指导学生进行PWM调光电路的搭建，并进行调试与优化；- 相关教材章节：第四章“电路搭建与调试方法”4. 实践操作：安排学生进行实际操作，设计并实现一个简单的PWM调光电路；- 相关教材章节：第五章“实践操作与案例分析”5. 技术应用与拓展：介绍PWM调光在其他领域的应用，如电机控制、温度控制等；- 相关教材章节：第六章“PWM技术的拓展应用”教学内容安排与进度：第一课时：PWM基本原理第二课时：PWM调光电路设计第三课时：电路搭建与调试（上）第四课时：电路搭建与调试（下）第五课时：实践操作第六课时：技术应用与拓展三、教学方法本课程采用以下教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动参与度和实践能力：1. 讲授法：教师通过生动的语言和实例，系统地讲解PWM基本原理、调光电路设计等理论知识，为学生奠定扎实的基础。
计算机控制技术 PWM电机速度控制系统设计
《计算机控制技术》课程设计1.课程设计目的 (1)2. 课程设计题目和要求 (1)2.1 课程设计的要求和内容(包括原始数据、技术要求、工作要求) (1)2.2 课程设计图纸内容及张数 (1)3.设计内容 (2)3.1 设计方案的选定与说明。
(根据给定任务，对所拟定的设计方案进行简要论述) (2)3.1.1 系统总方案论证与选择 (2)3.1.2 设计模块方案比较与分析 (3)3.2 设计方案的图表 (4)(一) PWM 波软件软件设计 (4)(二)测速软件设计 (5)(三)直流机电的调速功能仿真 (6)1．调速前的波形图 (7)2．调速后的波形图 (7)(四)机电速度的测量并显示功能仿真 (7)(五)系统的电路原理图 (8)(六)系统的 PCB 图 (8)3.3 论述方案的各部份工作原理 (9)3.3.1 8051 单片机的基本组成 (9)3.3.2 PWM 的基本原理 (10)3.3.3 PWM 发生电路主要芯片的工作原理 (11)3.3.4 H 桥驱动电路 (12)3.3.5 霍尔传感器的工作原理 (13)3.3.6 PI 转速调节器原理图及参数计算 (14)3.4 相关的计算 (14)3.5 编写设计说明书 (21)4. 设计总结 (22)参考书目 (22)通过本课程设计, 主要训练和培养学生的以下能力:(1).查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；(2).方案的选择：树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性, 并注意提高分析和解决实际问题的能力；(3).迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力；(4).用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
2.1 课程设计的要求和内容(包括原始数据、技术要求、工作要求)1.要求设计机电速度控制系统，要求无余差，超调小。
2.硬件采用51 系列单片机，采用直流作为驱动元件。
3 采用keil c 作为编程语言，采用结构化的设计方法2.2 课程设计图纸内容及张数1.要求用 protel 设计出硬件电路图。
电力电子pwm课程设计
电力电子pwm课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电力电子PWM（脉宽调制）技术的基本原理，掌握PWM技术的分类及其在电力电子装置中的应用。
2. 学生能掌握PWM波的生成方法和控制策略，了解不同调制策略对电力电子器件工作状态的影响。
3. 学生能了解PWM技术在电力系统中的节能效果和优化作用。
技能目标：1. 学生具备运用PWM技术进行电力电子装置设计和调试的能力，能独立完成简单的PWM控制器搭建。
2. 学生能运用所学知识分析和解决实际电力电子工程中与PWM相关的问题，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习PWM技术，培养对电力电子工程的兴趣和热情，增强对新能源技术发展的关注。
2. 学生在学习过程中，养成合作、探究、创新的精神，提高自主学习能力和解决问题的能力。
3. 学生了解PWM技术在节能减排和环境保护方面的重要性，培养环保意识和责任感。
课程性质：本课程为电力电子技术领域的一门专业课程，具有理论性与实践性相结合的特点。
学生特点：学生为高年级本科生，具备一定的电力电子基础知识和实验技能。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生在学习过程中发挥主动性和创造性，培养实际操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电力电子工程中，为我国新能源和电力电子技术的发展贡献力量。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电力电子PWM技术基本原理：介绍PWM技术的基本概念、分类及其在电力电子装置中的应用。
- 教材章节：第3章“电力电子PWM技术”2. PWM波的生成与控制策略：讲解PWM波的生成方法、控制策略及其对电力电子器件工作状态的影响。
- 教材章节：第4章“PWM波的生成与控制策略”3. PWM技术在电力系统中的应用：分析PWM技术在电力系统中的节能效果、优化作用及其在新能源领域的应用。
- 教材章节：第5章“PWM技术在电力系统中的应用”4. PWM控制器设计与调试：教授PWM控制器的设计方法、调试技巧，使学生具备实际操作能力。
PWM控制器的设计—课程设计.doc解析
前言直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流-直流变换器(DC/DC Converter)。
直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，不包括直流-交流-直流的情况。
习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况。
直流斩波电路的种类较多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。
一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础。
利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路、桥式可逆斩波电路等。
利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。
直流斩波电路广泛应用于直流传动和开关电源领域，是电力电子领域的热点。
全控型器件选择绝缘栅双极晶体管（IGBT）综合了GTR和电力MOSFET的优点，具有良好的特性。
目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET的市场，应用领域迅速扩展，成为中小功率电力电子设备的主导器件。
MATLAB是矩阵实验室Matrix Laboratory的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，SIMULINK是MATLAB软件的扩展它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，本课程设计的仿真即需要在SIMULINK中来完成电路的仿真与计算。
通过系统建模和仿真，掌握和运用MATLAB/SIMULINK工具分析系统的基本方法。
1.设计思路与框图1.1 设计思路本课程设计主要应用了MATLAB 软件及其组件之一SIMULINK进行系统的设计与仿真系统主要包括：BUCK降压斩波主电路部分、PWM控制部分和负载。
BUCK降压斩波主电路部分拖动带反电动势的电阻负载，模拟现实中一般的负载，若实际负载中没有反电动势，只需令其为零即可[1]。
PWM变流器控制实验设计最终版
广西大学课程设计任务书课题名称基于IGBT的PWM变流器控制实验设计学院专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日目录一、课程设计目的 (1)二、课程设计要求 (1)三、课程设计内容 (1)3.1、绝缘栅双极晶体管 (1)3.1.1 IGBT的工作原理 (2)3.1.2 IGBT 的工作特性 (3)3.1.3 IGBT的主要参数 (5)3.2 基于IGBT的PWM控制技术 (5)3.2.1 PWM控制的基本原理 (6)3.2.2 PWM控制技术的主要应用 (9)3.3 PWM变流器具体应用——PWM整流电路 (10)3.3.1 PWM整流电路的基本原理 (10)3.3.1.1 单相PWM整流电路 (10)3.3.1.2 三相PWM整流电路 (13)3.3.2 PWM整流电路的控制方法 (13)3.3.2.1 简接电流控制 (13)3.3.2.2直接电流控制 (14)四、课程设计总结 (15)五、参考文献 (16)一、课程设计的目的1、通过课题设计，可提高自我的综合运用知识的能力，能巩固课程知识，加深对理论知识的理解，巩固和扩展知识领域、训练自身综合运用所学的理论知识，培养了严谨的科学态度和提高独立工作的能力，并提升发现问题和解决问题的能力，从而能初步解决一些实际问题。
2、通过设计，能初步掌握电力电子系统设计方法，培养学生查阅资料，文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
独立获取新知识、新信息的能力。
二、课程设计的要求1了解IGBT电力电子器件的工作原理；2 了解PWM控制技术；3 了解PWM变流器的电路结构；4 设计PWM整流器的主电路及结构框图；5 了解PWM变流器的一些具体应用；三、课程设计内容引言PWM（Pulse Width Modulation）控制技术就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形；面积等效原理是PWM技术的重要基础理论，这次的课程设计设计主要目的是通过设计一个PWM整流电路来加深对PWM控制技术的了解。
stm32关于pwm课程设计
stm32关于pwm课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PWM（脉冲宽度调制）的基本概念、原理和应用场景；2. 掌握STM32微控制器的基本结构和功能，特别是定时器模块的工作原理；3. 学会使用STM32的库函数配置PWM信号输出。
技能目标：1. 能够运用C语言编程，编写STM32控制PWM信号输出的程序；2. 能够通过实验，观察并分析PWM信号对电机速度和亮度调节的影响；3. 学会使用示波器等工具测量PWM信号，并进行调试优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生动手实践能力，激发对电子技术和编程的兴趣；2. 培养学生团队协作精神，学会在项目中分工与协作；3. 引导学生关注科技创新，认识到微控制器在智能制造领域的应用价值。
课程性质：本课程为实践性课程，注重理论联系实际，提高学生的动手操作能力和编程技能。
学生特点：学生已具备基本的电子知识和C语言编程能力，对微控制器有一定了解，但对PWM及其应用尚不熟悉。
教学要求：教师应采用项目驱动法，引导学生主动探索、实践，注重培养学生的实际操作能力，提高学习效果。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
1. 理论知识：- PWM基本概念与原理介绍；- STM32微控制器定时器模块结构与功能；- PWM在电机控制和LED调光中的应用。
2. 实践操作：- 使用STM32库函数配置PWM信号输出；- 编写C语言程序，实现PWM信号输出控制；- 使用示波器测量PWM信号，调试优化程序。
3. 教学大纲：- 第一阶段：PWM基本概念与原理学习，用时1课时；- 第二阶段：STM32定时器模块结构与功能学习，用时1课时；- 第三阶段：PWM在电机控制和LED调光中的应用学习，用时1课时；- 第四阶段：实践操作，包括库函数配置、程序编写、调试优化，用时3课时。
4. 教材章节：- 教材第3章第2节：PWM基本概念与原理；- 教材第5章第4节：STM32定时器模块；- 教材第6章第3节：PWM应用实例。
单片机课程设计完整版《PWM直流电动机调速控制系统》
单片机原理及应用课程设计报告设计题目：学院：专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：年月日目录设计题目 (3)1 设计要求及主要技术指标： (4)1.1 设计要求 (4)1.2 主要技术指标 (5)2 设计过程 (6)2.1 题目分析 (9)2.2 整体构思 (10)2.3 具体实现 (12)3 元件说明及相关计算 (14)3.1 元件说明 (14)3.2 相关计算 (15)4 调试过程 (16)4.1 调试过程 (16)4.2 遇到问题及解决措施 (20)5 心得体会 (21)参考文献 (22)附录一：电路原理图 (23)附录二：程序清单 (24)设计题目：PWM直流电机调速系统本文设计的PWM直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。
电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。
通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。
电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。
关键词：直流电机调速；定时中断；电动机；PWM波形；LED显示器；51单片机1 设计要求及主要技术指标：基于MCS-51系列单片机AT89C52，设计一个单片机控制的直流电动机PWM 调速控制装置。
1.1 设计要求（1）在系统中扩展直流电动机控制驱动电路L298，驱动直流测速电动机。
（2）使用定时器产生可控的PWM波，通过按键改变PWM占空比，控制直流电动机的转速。
（3）设计一个4个按键的键盘。
K1:“启动/停止”。
K2：“正转/反转”。
K3：“加速”。
K4:“减速”。
（4）手动控制。
在键盘上设置两个按键----直流电动机加速和直流电动机减速键。
在手动状态下，每按一次键，电动机的转速按照约定的速率改变。
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前言直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流-直流变换器(DC/DC Converter)。
直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，不包括直流-交流-直流的情况。
习惯上，DC-DC变换器包括以上两种情况。
直流斩波电路的种类较多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。
一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础。
利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路、桥式可逆斩波电路等。
利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。
直流斩波电路广泛应用于直流传动和开关电源领域，是电力电子领域的热点。
全控型器件选择绝缘栅双极晶体管（IGBT）综合了GTR和电力MOSFET的优点，具有良好的特性。
目前已取代了原来GTR和一部分电力MOSFET的市场，应用领域迅速扩展，成为中小功率电力电子设备的主导器件。
MATLAB是矩阵实验室Matrix Laboratory的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，SIMULINK是MATLAB软件的扩展它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，本课程设计的仿真即需要在SIMULINK中来完成电路的仿真与计算。
通过系统建模和仿真，掌握和运用MATLAB/SIMULINK工具分析系统的基本方法。
1.设计思路与框图1.1 设计思路本课程设计主要应用了MATLAB 软件及其组件之一SIMULINK进行系统的设计与仿真系统主要包括：BUCK降压斩波主电路部分、PWM控制部分和负载。
BUCK降压斩波主电路部分拖动带反电动势的电阻负载，模拟现实中一般的负载，若实际负载中没有反电动势，只需令其为零即可[1]。
PWM控制部分为主电路部分提供脉冲信号，控制全控器件IGBT的导通和关断，实现整个系统的运行。
在SIMULINK中完成各个功能模块的绘制后，即可进行仿真和调试，用SIMULINK提供的示波器观察波形，进行相应的电压和电流等的计算，最后进行总结，完成整个BUCK变换器的研究与设计[2]。
1.2系统框图系统框图如图1所示:图1 BUCK变换器系统结构总框图2.PWM控制器的设计2.1 PWM控制的基本原理脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。
它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。
一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定[3]。
2.2 PWM波的分类根据PWM波形的幅值是否相等，PWM波可分为等幅PWM波和不等幅PWM波。
由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波，如直流斩波电路和PWM整流电路等；当输入电源是交流时，得到的即为不等幅PWM波，都基于面积等效原理，本质是相同的。
根据所控制电路的不同，PWM波又可分为电压波和电流波[4]。
2.3 PWM的产生原理PWM可以通过芯片和软件来实现，在此我选择的是软件实现，通过对单片机的P3的第七个管脚编程来产生40KHZ的PWM，其占空比是56%。
其原理图如图2所示：图2 PWM产生电路图2.4 PWM放大原理由单片机产生的PWM的一个缺点就是驱动能力不足，所以在单片机的P3的第七个管脚需要加一个驱动电路，需要使用芯片IR2101来获得足够大的电压来驱动场效应管。
如图3所示为IR2101的芯片管脚：图3 IR2101引脚图其引脚作用如图4所示：图4 管脚功能图其连接方式如图5：图5 管脚连接图3.BUCK变换器的设计3.1 BUCK变换器的基本原理BUCK电路是由晶体开关管V、续流二极管VD和LC输出滤波器组成，图中R L表示负载。
其电路图如图6：图6 BUCK降压斩波电路图稳态时，V周期性的导通和关断，将直流输入电压斩波、生成脉宽为T的矩形波脉ON冲电压；然后再由LC滤波器滤波，当LC足够大时输出电压的纹波足够小，可以认为是平滑直流电压，稳态时根据电感电流是否连续，BUCK变换器有连续和不连续两种工作模式。
3.2 IGBT简介IGBT的等效电路如图7所示。
由图可知，若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则IGBT导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则IGBT截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止[5]。
图7 内部结构图由此可知，IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定：——IGBT栅极与发射极之间的电压；——IGBT集电极与发射极之间的电压；——流过IGBT集电极 发射极的电流；——IGBT的结温。
如果IGBT栅极与发射极之间的电压，即驱动电压过低，则IGBT不能稳定正常地工作，如果过高超过栅极—发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏；同样，如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极—发射极之间的耐压，流过IGBT集电极—发射极的电流超过集电极发射极允许的最大电流，IGBT的结温超过其结温的允许值，IGBT都可能会永久性损坏[6]。
3.3 控制方式根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有三种控制方式(时间比控制方式)：（1）脉冲宽度调制（PWM ）：T 不变，改变t on 。
（定频调宽控制模式） （2）频率调制：t on 不变，改变T 。
（定宽调频控制模式）（3）混合型：t on 和T 都可调，改变占空比。
（调宽调频混合控制模式）4.BUCK 主电路参数设计4.1参数选择原理在Buck 电路中的电感L 和电容C 组成低通滤波器，此滤波器的设计原则是，使输出电压的直流分量可以通过，抑制输出电压的开关频率及其谐波分量通过。
但是，构建一个能够让直流分量通过而且完全滤除开关频率及其谐波分量的完美的滤波器是不可能的，所以，在输出中至少有一小部分是由于开关产生的高频谐波。
因此，输出电压波形事实上如图8所示，可以表达为[7]：图8 电压波形图所以实际的输出电压由所需要的直流分量U O 加少量的交流分量u ripple 所组成，交流分量由低通滤波器未能完全衰减的开关谐波所产生[8]。
由于直流变换器的作用使产生所需的直流的输出，因此希望输出电压开关纹波很小。
所以，通常可以假设开关纹波的幅值远远小于直流分量，即：|U ripple |max << U o（4.1.1）因此，输出电压近似为直流分量U O ，而忽略其小纹波成分u ripple ，即：u o (t)≈U o （4.1.2）上述近似称为小纹波近似，或称线性纹波近似，可大大简化变换器波形的分析。
下面分析电感电流波形，进而得出电感的计算公式。
通过电感电压波形的积分可以得到电感电流。
在图8中把V 看成开关漏极为位置1，栅极为位置2。
开关在位置1时，电感在左侧与输入电压U d 相连，电路简化为下图9（a ）[9]。
电感电压为:u L (t)=U d -u o (t) (4.1.3)（a ）(b) 图9 等效电路图如上所述，输出电压u o (t)为其直流分量U o 加小的交流纹波成分u ripple （t ）。
采用小纹波近似，式（4.1.2）中的u o (t)用其直流分量U o 代替，得到:u L (t)=U d -U o (4.1.4)开关在位置1时，电感电压等于U d -U o ，如图9（b ）所示。
电感电压方程为:u L (t)=Ldi L (t)/dt (4.1.5)在第一个子区问，由上式可以解得电感电流波形的斜率为:di L (t)/dt=uL(t)/L=U d -U o /L(4.1.6)由于开关在位置1时，电感电压近似为常量，因此电感电流的变化率也近似为常数，电感电流线性上升。
当在第二个子区间，开关处于位置2时，电感的左端与参考地相连，简化电路如图9(b)所示。
所以，在第二个子区间，电感电压为：uL (t)=-uo(t) (4.1.7)采用小纹波近似式（4.1.2）得到：u L (t)=-Uo(4.1.8)所以，当开关处于位置2时的电感电压为常量，如图9 (b)所示。
将式(4.1.8) 代入式(4.1.5)中，得到电感电流的斜率为:diL (t)=-Uo/L (4.1.9)因此，在第二个子区问，电感电流的变化率为一负的常量。
现在，电感电流的波形如下图所示，电感电流从初始值iL(0)开始。
在第一个子区间开关处于位置1时，电感电流以给出的斜率上升。
在时刻t=DTs，开关转至位置2.然后电感电流以式(4.1.9)所给出的斜率下降。
在时刻t=Ts，开关转回位置I，以下过程重复[10]。
下面计算电感电流纹波△iL。
下图10所示，电感电流峰值等于其直流分量I加上峰值至平均值的纹波△iL。
此峰值电流不仅流过电感，而且流过半导体器件。
当确定这些器件的参数时，需要知逆峰值电流[11]。
图10 电感电流已知在第一个子区间中的电感电流流的斜率和第一个子区间的长度，可以计算其纹波幅值，iL (t)的波形关于I对称，因此在第一个子区间中的电流上升2△iL(△iL是纹波峰值，因此纹波峰值为2△iL)。
所以iL(t)的变化量=斜率╳子区间长度电感电流的纹波为:△iL =(Ud-Uo)DTs/2L (4.1.10)△iL 的典型值是在满载时的直流分量I的10%-2O%。
△iL不希望太大，否则增大流过电感和半导体开关器件的电流峰值，从而将增加功率损耗和体积。
可以通过选择合适的电感值得到所希望的电流纹波△iL。
由式(4.1.10)得到:L=(Ud -Uo)DTs/2△iL(4.1.11)通常式(4.1.11)被用来选择Buck变换器的电感值。
把(4.1.11)式进一步转化得到:L≥Ui Dmax(1-D max)/2kfsImax(4.1.12)其中Dmax为Buck电路最大占空比，k=0.05一0.1, fs 为开关管的开关频率，Imax为最大输出电流，U为输入电压。
4.2电感值的计算因为频率fs 对于DC-DC电路变换的效率影响非常的大。
如果fs太高，可以使充电电感和滤波电容体积减小，但是充电电感的涡流损耗，磁滞损耗及其其他元件的分别参数的影响加大造成的其他元件损耗加大。
如果fs太低，充电电感，滤波电容的体积太大，在保证充电电感量的前提下，线圈匝数增多，铜的损耗加大。