| | | | | 按照输出最高电圧,输入最低的直流电压来计算;输入最低电压包括输入纹波的谷底电压值;
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| | | | | | | 不对啊,BUCK电路计算电感的时候都是按照最高输入电压来计算的啊
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| | | | | BUCK按照最恶劣输入条件,最严苛的输出,实际上就是占空比最大的时候,对应的是最大输入,最小输出电压
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| | | | | 有的说高入低出,有的说低入高出,我看都不对。
电感的伏秒值 (VT) 正比于 (Vin-Vo)*Vo/Vin , 所以VT的最大值是在高入高出处。(假设CCM)
更正错误 :之前说在高入高出处是不对的,VT 的最大值一定在高入和输出等于高输入的一半处,如果输出范围不超过高输入的一半时,按最高输出算。
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| | | | | | | 前面没有很仔细地看你的问题,sorry!
我的意思是,你计算一个BUCK的系统的工作稳定性,要按照最低输入电压,最高输出电压来计算功率和峰值电流,评估可靠性;
至于这个电感是按照哪个输入输出电压值来计算,其实如果按照最低输入电压,那是无法准确计算的;我的经验是按照额定工作电压下,最大输出电压的值来计算电感量,这样才是最准确的;
但是,当计算完之后,要校验一下各个电压下的工作状况是否稳定:
比如一个常规的CRM工作模式的IC,IC的最佳工作频率范围30-85KHz,最佳工作频率为60KHz:输入电压175V-265V,输出200V,电流250mA(220-260);感量应该多少?如果按照最大输入电压(265VX1.414=375Vdc)来计算,得电感值为2.5mH;如果按照输入电压220V(220VX1.414约=300Vdc)来计算,那么得电感值为2.5mH;显而易见,用哪个电压来计算,得到的结果很是近似。主要是你的其他参数的取值要对。
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| | | | | | | | | | | 可能不对哟,100%占空比功率就最大,不需要电感起作用。
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| | | | | | | 更正错误 :之前说在高入高出处是不对的,VT 的最大值一定在高入和输出等于高输入的一半处,如果输出范围不超过高输入的一半时,按最高输出算。
所以LZ的情况是52V和26V时,(即D=0.5时),VT最大。
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| | | | | | | | | | | 把上面式子对Vo微分,把它等于零后 (即是求最大值),就得Vo=0.5*Vin时最大。
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| | | | | | | | | | | 同样奥妙的事情发生在电流互感器上,最大信号幅度发生在占空比0.5处,而不是原边最大Ipk处(你可能错过对它的采样)。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 根据:8A输出,52:26V是最不利设计工况已经得到证明,占空比0.5
推断1:9.6A输出,亦是0.5,无论电压几何
推断2:10A输出,亦是0.5,无论电压几何
根据楼主的恒功率条件
得到1: 9.6A输出对应50:25V工况,
得到2: 10A输出对应48:24V工况,
如果设置相同的连续深度
得到1:电感在上述三个工况的电流波形完全相同,其幅度与输出电流的比例呈相同趋势的变化
得到2:其中10A输出(对应楼主的48:24V工况)的电感Ipk最高。
推理完毕。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 我的推理不及李版,如果我说是52V-24V 呢 ?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 如果10A变成了52:24V才成立,那8A也会,这岂不推翻了前提?难道说8A它会有某种特殊性?8.01A就不行? |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 是说 52V-24V (10A) 啦。Ipk 最大在 D=24/52=0.4615处。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 52V-24V (10A) 。D=24/52=0.4615,它有一个Ipk
48V-24V (10A) 。D=24/48=0.5,它有另一个Ipk
两个Ipk肯定不一样,谁更大?
或者你直接指出上述推理的哪一个环节有错?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 当然是52V-24V的大。李版的推理只顾及D=0.5的工况,未考虑其他。
你我两个的输出都是24V,那Idc是一样的,而Iac/2呢,我的大,所以Ipk是我的大。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 你这是在推理呢?还是在认为呢?
这样说吧:即使这个Buck输入电压是30~1000V/24V10A,它的电感最不利设计工况仍然是48/24V处,最大Ipk对应占空比0.5
电感最不利工况 不等于 拓扑最不利工况
你按1000/24工况的Ipk参数设计的电感,在48/24时就可能遭遇另一个危机,当然,你可以调整频率来适应。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 这个电源范围变化不是很大,算下来电感量基本在16uH左右,再加上±10%的公差,所以影响不大的
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 有理有据,不是以为的。設电感和频率不变,你的Iac/2 = 24(1-24/28)*T/L=12*T/L,我的=24*(1-24/52)*T/L=12.923*T/L,谁的Ipk大 ?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 这个嘛,请李版再推理推理。还是放不下那 D=0.5 ? 上面说到1000V,不用这么极端,就100V-24V吧,D是0.24,Iac/2 是更大的 18.24*T/L 。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 这个嘛,请李版再推理推理。还是放不下那 D=0.5 ? 上面说到1000V,不用这么极端,就100V-24V吧,D是0.24,Iac/2 是更大的 18.24*T/L 。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 不要费力气了,恒阻恒功,Ipk 一定是D和Ro或Po 两者的函数,所以D没有决定性,不由它说了算。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 刚才验证了一下,在稳压电源这个工况你说的是对的
对于Buck稳压电源,最高输入电压时电感应力最大。
对于Buck调压电源,最高输入电压占空比0.5(半压输出)时电感应力最大。
对于Buck调功电源,最高输入电压占空比0.5(半压输出)时电感应力最大。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 一觉醒来,突然发现我这次终于成功地被你绕到坑里去了,虽然知道你不是故意的,而是你的糊涂传染给我,绕来绕去就一起糊涂了。哈哈。
Buck电感的最不利工况是最高输入电压的半压输出,即占空比0.5,无论对于任何模式(连续、临界、断续)、任何负载(恒阻、恒流、恒功率)、任何应用(稳压、调压、调功)都是成立的。
对于楼主的案例,各种特定条件的最大Ipk都是在52:26V这个工况。对于恒阻负载,按最高26V(240W)设计比按最高30V(240W)设计的电感Ipk更大。这样去理解0.5这个事。
对于100:24V10A(240W)这个案例,它的Ipk远小于100:50V4.8A(240W)这个案例的Ipk,大致与100:76V3.16A(240W)的Ipk相当。这样去理解0.5这个事。
也就是说,按最高输入电压占空比0.5这个工况设计的Buck电感,在其他任何工况都可以正常运行(Ipk都更低),反之则不行(饱和、退出连续模式)。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 呵呵,怀疑百宝箱里都不是什么好东西哈。 Buck 玩得太多,麻木了,不再思考了,就凭特例经验放之於所有情景。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 其实你之前对恒流模式的证明,已经说明了所有事情,只要你能归结为0.5这个点,此点的电流和功率就是孤立的,就与它的来路(模式)没有了关系。
如果你想提出反证,你必然会推翻你之前的证明。
或者,你提出任何一个反证试试?(提出之前请保持头脑清醒-----你怀疑我百宝箱里都不是什么好东西,我怀疑你头脑现在还不够清晰)
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 就说240W恒功模式,“对于100:24V10A(240W)这个案例,它的Ipk远小于100:50V4.8A(240W)这个案例的Ipk”,是臆测出来的吧,算过没有? 算过的话,在这里贴出来看看 ?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 你马上算便知
提示1:我们是在设计电感,纹波系数要得到控制,怎么控制?频率不变,感量调整,然后确定1个感量,放到2种工况,再算2个Ipk,明白?
提示2:你也可以单独为2种工况设计2个电感(个头大小不一),频率不变,纹波系数不变,各自的Ipk大小比较,这是件糊涂事!你得彼此交换比较才算清醒!明白?
提示3:我还提到有第3种工况,也建议比较一番,1个电感3个工况,或者3个电感(个头大小不一)交叉比较。
希望你这次能得出清晰的结论。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 现在头脑不好使,估计我要看李版的实际计算结果,才能明白。相信路过的坛友也想看看吧。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 看来我的怀疑颇有预见性,不急,先理解3条提示的含义,清醒了再议。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 我理解与否不重要,要证明百宝箱里的是好东西,需要李版亲自演示计算过程,不是已经算过了吗,抄出来或贴个图而已,让大家学习学习。(这不是要挑战你,只想见识一下)
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 或者按提示1给一个参数,
中间工况的100:50V4.8A(240W),频率100KHz,感量100uH,Buck的最不利工况,放其他两个工况下运行应该绰绰有余(已经仿真验证过),比较吧。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 或者按提示2给一个参数,
第1工况的100:24V10A(240W),频率100KHz,感量30uH,纹波系数尚可,Ipk几何?把这个电感放到其他2个工况下运行会得到什么Ipk,比较吧。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 回69楼,既然仿过,何不直接给出两个Ipk看看,就两个数。不禁要问Ipk是什么?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 那不仅仅是两个Ipk的事,按纹波系数相等的约束条件(38:100uH)计算得到的两个电感(磁芯频率相同匝数气隙不同),感觉(磁应力)差不多? 不过铜损确实前者大很多,正在纳闷。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 真是越看越不知做什么,就按65楼的提问,列出Ipk和所有的条件,不就结了? 按几下计数器就有答案的事,用不着仿真吧。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 65楼那个你的说法是对的,前者Ipk大很多(2倍),但需要感量会小很多(0.38倍),(相同的磁芯)磁偏大致相当,但已经可以肯定0.5不是最不利工况。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 是吧? 这问题其实很简单,Ipk 不是单独一个D所能决定的,根本不用计算,就知道李版的说法有问题。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 嗯,但是在调压器里,它就是单独一个D决定的,0.5就成立。早年的工程体会,这贴突然想起,正好用上,算不上百宝箱,技海拾趣而已,你也是求极值才得到证明。只不过把这规律扩大化,有点草率,惭愧得很。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 我计算是给您看的,没数据,您能相信?一直要您给我数据,就是逼迫你真正的算一算。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 那我到底应该在什么情况下计算电感呢?输出40-52V,输出24-32V,输出电流8A
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| | | | | Buck电感的最大应力发生在满载50%占空比(半降压)时,如果你没有这个占空比,最接近这个占空比就是设计工况。
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| | | | | | | 我的输入电压是40-52V,输出电压在24-30V范围内调压
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| | | | | | | | | 那就是输入52V输出26V,然后输入48V输出24V再校核一下(因为不知道你的电流或者功率会不会随之变化----阻性负载无需此举)。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 发生在哪?总得有个地方吧,你可以假定恒阻、恒流、恒功率三种负载来推导。然后
100%占空比纹波最小,Ipk=Iout,其大小按恒阻、恒流、恒功率排序,但都不是最大的
0%占空比,空载,前两种负载肯定没啥动静,Ipk最小=0,也恒不了功率。
那么,显然,0%~100%占空比范围内一定有个最大Ipk值,它在何处?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 那就:输入恒定,输出可变,恒阻负载,CCM。如何?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Ipk 最大在 D=L/(R*T)+0.5 处,1-2*L/(R*T)<D<1 for CCM。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 你这个结论是,深度CCM模式为0.5,有没有对应到临界模式的值(比如输出不变而输入变化)?向0.5逼近的过程如何?比如典型的0.4纹波系数位于何处?
恒流呢?继续
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 改为恒流的话,是在D=0.5处。其余的问题,李版自行继续。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 可以,先有个数,然后有需要再调。问一下,究竟负载是什么?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 30V8A=240W
你在24V也只能出8A的话,就是恒流模式,按0.5占空比设计,52:26
你在24V也要出240W(10A)的话,就是恒功率模式,按0.5占空比设计,48:24
你的负载是个240W电热器的话,你也应该按恒流模式设计,他会正确弥合因恒阻模式占空比大于0.5所引起的歧义。
总之一句话:Buck电感的最大应力发生在满载50%占空比(半降压)时,可以一概而论。
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| | | | | | | | | 你这个是DC-DC拓扑,先告诉L是工作在什么模式?DCM/CRM/CCM?
这三种工作模式的电感计算方法是完全不同的
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| | | | | 最近学习了下这个贴,发表下自己的看法。
1、电感最恶劣工况发生在能量传输需求最大时,即位最大伏秒处,这个没有问题。
最大伏秒值(W)即为W=(Vin-Vout)*Vout/Vin,我们令Vin=n*Vout,就有:W=(n-1)/n*Vout,当n趋向无限大时,出现我们的最大能量传输需求W=Vout,也就是说,最大输入最小输出最恶劣。
2、从磁偏置角度看,据(Vin-Vout)=L*Ip/(Don/fs),同样令Vin=n*Vout,可推导出Ip=(n-1)/n*(Vout/L*fs),也可以看出n越大,磁偏置越大,越恶劣。
综上,个人认为Buck就是压差越大,就越需要电感发挥功效,电感压力就越大,压差越小,电感压力就越小。所以应该是最恶劣工况应该是压差最大时。 |
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