buck电路纹波电流计算公式
buck电路输出电容的计算
buck电路输出电容的计算Buck电路输出电容的计算在电子电路中，Buck电路是一种常见的降压型DC/DC转换器，它可以将高电压转换为低电压。
Buck电路由MOSFET、电感和输出电容组成，其中输出电容对于Buck电路的性能有着重要的影响，因此如何选择输出电容是Buck电路设计中的一个重要问题。
Buck电路输出电容的作用Buck电路的输出电容起到滤波和储能的作用，它可以平滑输出电压，提高电路的稳定性和噪声性能。
输出电容还可以储存能量，当输出负载发生瞬态变化时，输出电容可以提供电流，保证输出电压的稳定性。
因此，输出电容的选择对于Buck电路的性能具有重要影响。
Buck电路输出电容的计算在Buck电路设计中，输出电容的选取需要考虑以下三个因素：输出电压纹波、输出电流瞬态响应和输出电容的ESR。
1. 输出电压纹波输出电压纹波是指输出电压在稳态工作下的波动幅度。
输出电容越大，输出电压纹波越小。
通常情况下，输出电压纹波应小于输出电压的5%。
输出电压纹波可以通过以下公式进行计算：ΔV = (I_L × T_1)/(2 × C_0)其中，ΔV为输出电压纹波，I_L为输出电流，T_1为开关周期，C_0为输出电容。
2. 输出电流瞬态响应输出电容的另一个重要作用是提供瞬态响应能力，即在输出负载发生瞬态变化时，输出电容可以提供电流，保证输出电压的稳定性。
输出电容越大，输出电流瞬态响应能力越好。
输出电容的大小可以通过以下公式进行计算：ΔI = V_ripple/ESR其中，ΔI为输出电流瞬态响应，V_ripple为输出电压纹波，ESR 为输出电容的等效串联电阻。
3. 输出电容的ESR输出电容的ESR是指输出电容的等效串联电阻，它会影响输出电容的滤波效果和瞬态响应能力。
ESR越小，输出电容滤波效果越好，瞬态响应能力也越好。
输出电容的ESR可以通过以下公式进行计算：ESR = ΔV/ΔI其中，ΔV为输出电压纹波，ΔI为输出电流瞬态响应。
buck电感纹波电流计算公式
buck电感纹波电流计算公式Buck电感纹波电流计算公式引言：在电源设计中，为了提高效率和稳定性，常常需要使用直流-直流（DC-DC）转换器来实现电压的变换。
而Buck转换器是一种常用的DC-DC转换器，它通过控制开关管的导通时间来调整输出电压。
在Buck转换器的设计过程中，了解和计算电感器的纹波电流是非常重要的，因为它直接影响电感器的选择和设计。
Buck电感纹波电流的定义：Buck电感纹波电流是指通过Buck转换器中电感器产生的交流电流，它的存在是由于开关管的导通和截止所引起的。
纹波电流的大小和频率与输入和输出电压、电感器的值以及开关管的工作频率等因素有关。
不同的设计要求对纹波电流的允许范围有不同的要求，因此准确计算和控制纹波电流是非常重要的。
Buck电感纹波电流的计算公式：Buck电感纹波电流的计算公式如下所示：\[ \Delta I_L = \frac{V_{out} \cdot (1-D)}{f \cdot L} \]其中，\(\Delta I_L\)为电感纹波电流；\(V_{out}\)为输出电压；\(D\)为开关管的占空比；\(f\)为开关频率；\(L\)为电感器的值。
根据这个公式，我们可以通过已知的输入和输出电压、开关频率和电感器的值来计算纹波电流。
这个公式的推导过程涉及一些电路分析和数学计算，这里就不展开了。
影响Buck电感纹波电流的因素：1. 输出电压：输出电压的大小直接影响纹波电流的大小，输出电压越大，纹波电流越小。
2. 开关频率：开关频率越高，纹波电流越小。
3. 电感器的值：电感器的值越大，纹波电流越小。
4. 开关管的占空比：占空比是指开关管导通时间与一个开关周期的比值，占空比越大，纹波电流越小。
如何控制Buck电感纹波电流：1. 选择合适的电感器：根据所需的纹波电流范围和其他设计要求，选择合适的电感器。
2. 调整开关频率：根据设计要求和性能需求，确定合适的开关频率，一般而言，较高的开关频率可以减小纹波电流。
BUCK电路的pid控制
基于PID的BUCK电路设计专业：电气工程*****学号:11S******一.实验目的了解BUCK 电路的原理，以及对BUCK 电路进行设计，本文用PID 进行控制，并用MATLAB 进行仿真。
二.实验要求1.Ui =24V (±20%)，Uo = 12V ,(稳定度1%)2.输出电压纹波pp V ≤70mV ；3.输出电流0I =1A ；4.输出由满载到半载时Vpp =150mV ；三.BUCK 电路开环参数设计由输出电压Uo = 12V ，0I =1A ，所以R=12Ω。
L,C 值由以下公式求出；()012i U TD D I L-≤——————————(1)20(1)28pp V D T U LC-≤——————————(2) 其中0I =1A ，0U =12V ，取开关频率f=20kHz ，取pp V =50mV ，D=0.5。
由(1)求出：L 41.510-≥⨯H ，留有一定的裕量，取L=4310-⨯H 。
由(2)求得C 4510-≥⨯F ，留有一定的裕量，取C= 4610-⨯F 。
考虑电解电容寄生电阻ESR 的影响：因为输出纹波电压只与电容的容量以及ESR 有关，rr rrC L N0.2V V R i I ==∆—————————(3)电解电容生产厂商很少给出ESR ，但C 与R C 的乘积趋于常数，约为50~80μ*ΩF 。
在本课题中取为50μΩ*F ，由式(3)可得R C =83mΩ。
3.1对开环BUCK电路进行仿真图1 开环电路仿真图仿真波形图：图2 开环电流/电压输出波形电压放大图电流放大图图中可以看出电压输出稳定在11.6V,11.62511.5755070=-=<，Vpp mV mV电流稳定在0.967A。
且超调很大，不满足设计要求，需对其进行闭环控制。
将开关器件MOSFET、DIODE设为ideal switch波形图如下：图3 理想开关状态下电压仿真波形如图，波形输出电压为12V 。
buck计算公式
电感峰值电流Ipk
1.65486111A
伏秒数Et
buck设计 最大输出功率Po： 效率η 输入功率Pin 最大输入电压Vin： 输出电压Vo 输出电流Io 开关频率F T 电感在开关开启电压VON 电感在开关关闭电压VOFF 最小占空比D 电感的平均电流IL 电流纹波率r 电感量L 峰峰电流IPP＝Δ I 纹波电流I导说明(所有计算在连续模式下，断 IL不同,更接 公式推导说明 续模式的计算不同） 近实际
Δ I＝V×Δ T/L 0.23925A =VON×tON/L＝VOFF×tOFF/L 0.119625A IPK＝IDC＋IAC＝（1＋r/2）×IDC ＝（1＋r/2）×IL 1.119625A ＝（1＋r/2）×Io/（1－D） =（1＋r/2）×Io*Vo/VIN 2.3925uS Et＝Von*Ton＝Voff*Toff＝VonD/f＝Voff （1-D）/f
备注
3.3W 90.00% 3.66666667W 12V 最大值时最恶劣 3.3V 1A 1000000Hz 1000KHz 1uS 8.7V VON＝VIN－Vo－VSW≈VIN－Vo 3.3V VOFF＝Vo＋VD≈Vo D＝tON/（tON＋tOFF） 0.275 ＝VOFF/（VOFF ＋VON） 1A IDC＝IL＝Io 0.23925 10uH r＝Δ I/ IL ＝VON*D/Lf IL＝VOＦＦ*（1－D）/LfIL L＝VOＦＦ×（1－D）/rf IL＝VON×D/rfIL 1.11111111A 直流电流IDC＝IL＝Po/（η VinD） 0.97875 2.2uH 1.0875A 0.54375A 都是基于电感的公式 V=L*dI/dt V=L*Δ I/Δ t V*Δ t=L*Δ I Von*Ton=Voff*Toff 加入效率，实质是将输出电流 Io/η
BUCK电路降纹波的详解
详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法2013-10-11 09:51 来源：电源网作者：云际开关电源具有效率高、输出电压可调范围大、损耗小、体积小、重量轻等特点，得到了广泛的应用。
由于开关电源体积小，输出直流电压的纹波含量比同功率线性电源大，如何降低纹波含量成为开关电源应用及制造技术中的一个关键技术难点。
本文通过对Buck电路的分析，找出对纹波的产生有影响的因素及改善的措施。
纹波的定义Buck类型开关电源的拓扑结构如图1所示。
通常情况下，开关电源首先把电网电压全波整流变为直流电，经高频开关变换由变压器降压，经高频二极管整流滤波后，得到稳定的直流电压输出。
其自身含有大量的谐波干扰，同时由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰都形成了电磁干扰源，这些尖峰就是输出纹波。
输出纹波主要来源于4个方面：低频纹波、高频纹波、共模纹波、功率器件开关过程中产生的超高频谐振等。
Buck电路产生纹波的机理及计算1、纹波电流计算电感的定义：λ为线圈磁链、N为线圈匝数、i为流经线圈的电流、Φ为线圈磁通。
如果式(1)两端以时间t为变量进行微分计算，可得：这便是大家所熟知的电感电压降回路方程。
现在假设对于每个单独的开关周期，在开关管导通状态和关断状态，输入输出电压都基本没有变化，可以写出导通状态和关断状态时的L两端的电压。
导通状态L两端的电压：关断状态L两端的电压：Vsat为开关管的导通压降;VF为二极管的导通压降。
由于Vsat和VF相对于Vi和Vo很小，这里忽略不计，可以得到：可以看出Von和Voff都是常数，即对于不论在导通状态还是在关断状态都有：为常数，所以可以用替换，代入式(4)并整理得：可以认为Δi就是电感线圈中的纹波电流，将导通和关断状态时的时间和电压式(2)和式(3)代入上式，分别写出导通状态和关断状态时的纹波电流表达式：Δion为导通状态纹波电流；ton为导通时间；Δioff为关断状态纹波电流；toff为关断时间。
buck电路纹波电流计算公式
buck电路纹波电流计算公式一、引言在电力电子领域中，b u ck电路是一种常用的降压型直流-直流（D C-D C）变换器。
在bu ck电路中，电感和电容是关键元件，它们会引起输出电流的纹波现象。
准确计算b uc k电路中的纹波电流对于电源设计和功率管理至关重要。
本文将介绍b uc k电路纹波电流的计算公式。
二、纹波电流的定义纹波电流是指在任意时间点，电流值较理想直流电流存在一定的涨落。
在b uc k电路中，纹波电流的大小和波形直接影响到输出电压的稳定性和负载调整能力。
三、理想b uck电路的纹波电流计算公式在理想情况下，b uck电路的纹波电流可以通过以下简化公式计算：\[I_R=\f ra c{{V_{in}-V_{o ut}}}{{f\cd o tL}}\]其中，-\(I_R\)是纹波电流；-\(V_{in}\)是输入电压；-\(V_{ou t}\)是输出电压；-\(f\)是开关频率；-\(L\)是电感的感值。
四、考虑电路效应的纹波电流计算公式在实际应用中，考虑各种电路效应后的纹波电流公式相对复杂，但仍然可以通过以下公式进行计算：\[I_R=\f ra c{{V_{in}-V_{o ut}}}{{f\c dot L}}+\fr ac{{V_{ou t}\cd ot D\cd ot(1-D)}}{{8\cd ot f\cdo t L}}\]其中，-\(D\)是占空比，表示开关关闭时间与开关周期的比值。
五、纹波电流的影响因素b u ck电路纹波电流的大小受到多个因素的影响，主要包括：1.输入电压的大小；2.输出电压的大小；3.开关频率；4.电感感值；5.占空比。
了解这些影响因素对纹波电流的影响程度，可以帮助工程师在设计电源时进行恰当的参数选择。
六、纹波电流的降低方法纹波电流对电源的负载调整能力有一定影响，因此需要采取一些措施来降低纹波电流，例如：-选择合适的电感参数；-采用滤波电容以减小纹波电流；-调整开关频率和占空比。
BUCK电路方案设计
BUCK电路方案设计在电子领域中，BUCK电路是一种非常常见且重要的电路方案。
BUCK电路是一种降压型DC-DC转换器，也被称为降压开关电源。
它通过将输入电压降低到一个较低的输出电压来实现电源调节功能。
BUCK电路的工作原理是，当开关管导通时，输入电压源通过电感和开关管输出到输出电容上，输出电压上升。
当开关管截止时，电感中的能量继续通过电容供应负载，输出电压下降。
通过这种方式，BUCK电路能够稳定地将输入电压变为较低的输出电压。
1.确定输入和输出电压要求：根据具体应用需求确定输入和输出电压范围。
在此基础上，选择合适的开关管和电感。
2.计算工作频率：选择合适的工作频率，一般常见的有几十kHz到几MHz的范围。
工作频率的选择要平衡转换效率和滤波器尺寸。
3.计算电感和电容值：根据输入和输出电压范围，使用以下公式计算电感和电容值：电感值（L）=（输出电压/工作频率）*（输入电压-输出电压）/输出电流电容值（C）=输出电流/（工作频率*最大纹波电压）4.根据负载要求计算开关管的最大电流和功耗：通过确定负载电流以及开关管的最大导通时间和导通电阻，计算开关管的最大电流和功耗。
5.添加反馈控制：为了实现稳定的输出电压，需要使用反馈控制回路。
一般采用PID控制，通过调节开关管的导通时间来实现输出电压的调节。
6.性能评估和优化：通过仿真和实验评估BUCK电路的性能，包括效率、稳定性和纹波等。
根据评估结果进行优化，例如选择更合适的元件、调整控制参数等。
总之，BUCK电路是一种常用且重要的电路方案，适用于很多应用场景。
通过合理的设计和优化，可以实现稳定、高效的输出电压。
在实际应用中，还需考虑元件的选取、温度变化等因素，并根据具体需求进行优化调整，以实现最佳的电路性能。
详细分析BUCK电源的参数计算
详细分析BUCK电源的参数计算
瞬态响应
小时候喜欢看赵忠祥的动物世界，有这样一幅紧张又刺激的画面一直留存在脑海里，草原上一群小鹿正在休憩着，一只豹子慢慢靠近，然后突然发力扑过去，受惊的小鹿立刻发足狂奔，反应速度快的可以逃脱，反应速度慢的就成为了豹子的大餐，这里我们先记着“反应速度”这个词。
我们在使用电脑时，当电脑处于休眠状态时按下任意一个唤醒键，电脑要能够瞬间Warm up起来，准备迎接主人的各种操作，这个过程越快越好，快到人们几乎没有感觉，这时候内部主要电源的电流会突然拉升，相应的输出电压会先Collapse然后重新建立平衡回到原点，看图1。
这里我们记住“环路带宽”这个词，环路带宽越大，电压回到原点的过程就越快。
图1 瞬态响应
那么这跟上面豹子和小鹿有什么关系呢？前面小鹿的“反应速度”和后面电脑的“环路带宽”是一个概念。
图2是一张二者的类比图，电源系统必须要能够从负载的突变中快速恢复正常，否则电脑就会象上面那只可怜的小鹿一样挂了。
你知道吗？此时电脑内部的电源可遭罪了，因为此时系统的功耗会猛一下窜到很高，低功耗（电流）的平衡被打破，需要重新调整到高功耗的平衡。
图2 电脑和小鹿的类比
当电脑唤醒或者睡眠的瞬间，板子上的DC-DC BUCK电源输出端的负载电流会发生突变，导致输出的电压产生短暂的晃动，在经过快速调整后恢复到正常电压，这种过程我们称之为电源的瞬态响应，在调整过程中需要满足三个方面的设计要求：
1. 电压调整–输出电压的晃动不能超出芯片的工作范围；
2. 环路带宽–输出电压恢复到正常电压的时间要尽量快；。
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buck电路纹波电流计算公式
（原创版）
目录
1.Buck 电路概述
2.Buck 电路的纹波电流计算公式
3.应用实例
正文
1.Buck 电路概述
Buck 电路，又称为降压电路，是一种基于开关管工作的 DC-DC 变换器。
其主要作用是将输入的高电压转换为较低电压以供电路使用。
Buck 电路的优势在于结构简单、效率高、输出电压可调范围宽等。
在电子设备中，Buck 电路被广泛应用于电源管理模块，为各种电子产品提供稳定的电源。
2.Buck 电路的纹波电流计算公式
在 Buck 电路中，纹波电流是一种重要的参数，用于衡量电路输出电压的稳定性。
纹波电流的计算公式如下：
纹波电流（I_ripple）= (V_input - V_output) / R_load
其中，V_input 为输入电压，V_output 为输出电压，R_load 为负载电阻。
通过这个公式，我们可以计算出在给定的输入电压和输出电压下，Buck 电路中的纹波电流大小。
3.应用实例
假设一个 Buck 电路的输入电压为 24V，输出电压为 5V，负载电阻为 10k Ω。
根据上面的公式，我们可以计算出纹波电流：
纹波电流 = (24V - 5V) / 10kΩ = 1.9A
这意味着在给定的输入电压、输出电压和负载电阻下，Buck 电路中的纹波电流为 1.9A。
为了降低纹波电流，可以采用增加滤波电容、减小开关管的切换速度等方法。
总之，Buck 电路是一种广泛应用于电源管理模块的 DC-DC 变换器，其纹波电流计算公式为纹波电流（I_ripple）= (V_input - V_output) / R_load。
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