附Buck电感设计.doc

附几种常见电流波形的峰值Ip，平均值Io(Idc即直流分量)，总有效值Irms，交流分量有效值Iac(rms)的计算方法及使用场合. D导通占空比(=Ton/T); (1-D)关断占空比(=Toff/T)（1）方波（矩形波）Io=DIp.计算线圈直流损耗用Irms=DIp.选择线圈导线面积用Iacrms .计算线圈交流损耗用Ip(峰值或幅值).选择功率器件(如开关三极管,开关二极管)的额定值用。（2）梯形波（电流连续反激型开关电源变压器）梯形波中值电流Ia=Ip1I/2=(Ip1+Ip2)/2 ，Io=DIa; ； 。 （3）半个正弦波（PFC电感，LLC谐振变压器）正弦波峰值电流Ip,有效值电流Irms=Ip/2Iacrms(无直流分量)。（4）连续三角波Buck(降压)变换器用电感:电流为连续三角波,峰值电流Ip=Ia+I/2,平均值电流(直流分量)Io(Idc)=Ia;总有效值电流;交流分量有效值Iac(rms)= I/12;I 式中:Uo-输出直流电压, Toff开关三极管断开时间, D占空比, LBuck电感器之电感量, fs开关频率, (变换器效率, Uin变换器输入直流电压). I纹波电流,以常规取值为0.2Io时,来计算电感L值,L取值越大纹波电流就越小;L=.若负载减轻,使输出I下降到I/2时,电感电流将变为不连续.电感器线径应按总有效值电流来计算,电流密度以4到8A/mm2综合环境诸因数来恰当选择.例如LEI081工型电感，就是一只降压(Buck)电感:L=80H, 0.7线，铜线面积S=0,3848 fs=275KHz, Uin=12v,Uo=5v ,若设效率=0.95，则得D=5/0.95*12=0.44;I=5*（10.44）/80/0.275=0.13A ,若以I=0.2Io来反推，推Io 应约为0.7A,Irms应为0.701A,此时电流密度J约为1.82,显然太浪费. 若以I=0.05Io来反推,Io 应约为2.6A，此时电流密度J约为6.8A/mm2,较为合适.而Iac(rms)=0.13/12=0.038 A,与几安培直流分量相比,可以不考虑275KHz高频引起的交流电阻所产生的铜损,即仅考虑直流电阻产生的损耗即可.即在这种电流连续的电感器中,可以选择单股粗铜线更为合理.( .而海信提供的电路图上,在Buck电感上标明5H /7A。若依此计算，並理解7A为峰值电流,可分别得到: I=5*（10.44）/5/0.275=2.04(A); 直流分量IoIa=7-2.04/2=5.98(A);总有效值电流Irms=(A);交流分量有效值电流Iac(rms)=2.04/=0.59(A);若此时仍是用0.7的导线,其电流密度J=6.01/0.3848=15.62(A/mm2),这显然是不合适的.如果把原工型电感改成1mm线,绕10T便达5H，导线面积Scu=0.7854(mm2);电流密度J=6.01/0.7854=7.65(A/mm2)，这是很合适的，同时节约了铜材。若绕15Ts,L取值10H,可计算出 I=1.02A;Io=Ia=7-1.02/2=6.49(A); I/ Io=1.02/6.49=0.16;纹波电流大小甚为适当.总有效值电流Irms =6.5(A);交流分量有效值Iac(rms)=1.02/ =0.29(A);电流密度J=6.5/0.7854=8.28（A/mm2）显然這是可行的.且纹波有较大改善。综上所述,如果海信提供的电路图无误,则是其实际生产选型时选择的Buck电感值太高,线径太细.估计多