(完整word版)BUCKDC-DC变换器临界电感计算简析.doc

BUCK DC-DC变换器临界电感计算简析 无论是自动化控制还是电动汽车应用研发，亦或者是电源管理领域, 换器都是一种应用频率非常高的重要元件。对于新人工程师来说，牢牢掌握 BUCK DC-DC变 换器的基础架构和运行原理， 对以后的新产品设计工作有很大的帮助。 在今天的文章中，我 们将会就这种DC-DC变换器的临界电感计算，展开简要分析和介绍，希望能够对大家的学习 有所帮助。 在这里我们以最基础的 Buck DC-DC变换器为例子，进行临界电感的计算简析。这种基 础架构的转换器系统组成电路图，如下图图 1所示。 当这种具有图1结构的Buck DC-DC变换器处于连续导电的工作模式（也就是我们经常 提到的CCM工作模式）中时，输出电压 Vo和输入电压 Vi的关系可以通过该公式表现为 d=Vo/Vi。其中，参数d为开关导通比，d=Ton/Ts。Ts为开关周期，Ton为开关导通时间， 开关频率f=1/Ts。因此，Buck DC-DC变换器工作在 CCM与 DCM勺临界电感LC可以通过下式 计算为： 由上式可以看到，当电感 L大于临界电感LC时，贝U BUCK DC-DC变换器将会持续工作 在CCM模式下。而当电感 L小于临界电感LC时，则变换器工作在 DCM工作模式下。在这里 我们假设输入电压范围为［Vi , min, Vi , max］，则负载电阻范围为［RL , min, RL, max］，此 时在RL-Vi平面上，变换器的整个动态工作范围对应一个矩形， 如下图中图2所示。根据上 文中我们所推论出的临界电感计算公式，可画出不同 LC对应的曲线。 根据临界电感计算公式，在图 2所呈现的临界电感对应曲线图中， C点、A点、B点所 对应的CCM与 DCM的临界电感LCC LCB LCA可以分别代入下式进行计算，其计算公式分 别为： 在这里我们由上图图 2可以看到，对 BUCK DC-DC变换器来说，当其处于第一种工作 模式，也就是电感 L＞临界电感LCC时，变换器在整个动态范围内均工作在 CCM模式，对应 图2中曲线LC1。而对于第4种情形电感Lv LCA则此时DC-DC变换器在整个动态范围内均 工作在DCM莫式，对应图2中曲线LC4对于第2、3种情形，即LCAv Lv LCC,则变换器有 一部分区域工作在 DCM模式，而另一部分区域则工作在 CCM模式，对应图2中曲线LC2或 LC3的情形。