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| | | | | | | 输入、输出、负载、磁芯均保持原样,仅通过改变匝数。 |
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| | | | | | | | | 开关频率?以前的电感电流连续状态?
4楼考虑全面→正解 |
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| | | | | 一个常规的Buck电路设计,电感是工作在CCM模式,稳态时输出功率Po=Vin*D*Io,当这几个条件都固定不变时,电感的平均电流IEDC也就不变,增减匝数改变的仅仅是△I,
△I=Vin*D/L=Vin*D/(N2*AL)
磁心不发生磁饱和的条件:B=u*N*Ipk/le = u*N*(IEDC+0.5△I)/le < Bmax
u*N*(IEDC+0.5△I)/le= u*N*[IEDC+0.5Vin*D/(N2*AL) ]/le= u*N*IEDC/le+0.5u*Vin*D/(N*AL*le)
这里只有N一个变量,令a= u*IEDC/le, b= 0.5u*Vin*D/(AL*le), 则B=a*N+b/N
∴B>=2√(a*b), 当N=√(b/a)时等号成立
所以在磁心选择合理但匝数不合理时( 2√(a*b) 远小于Bmax),要分为两种情况来解决:
1、当△I很大导致电感接近饱和了,那么就要增加匝数
2、当△I很小导致电感接近饱和了,那么就要减少匝数 |
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| | | | | | | 谢谢张工精彩的推导和分析~
B=a*N+b/N
1、当△I很大导致电感接近饱和了,那么就要增加匝数
2、当△I很小导致电感接近饱和了,那么就要减少匝数
您的结论中似乎将△I和N独立开来了。 |
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| | | | YTDFWANGWEI- 积分:109874
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积分:109874 版主 | | | | | 没有独立,你可以自己推算一下,计算电感的NI,I用IO+△I/2,△I=VOXTOFF/L,L用ALXNXN,代替,最后你会推倒出来一个NI的公式,这个公式里面只有IO、VO、TOFF、AL、N,在某个匝数下NI会有一个最小值,看你目前的N是大于个这个计算得到的值还是小于这个值,才能知道你是需要增加匝数还是减小匝数。 |
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| | | | | | | | | 写漏了开关频率f,不过定性的结论就这样了,如王工所说,NI有一个最小值,N小I大就要增加N,N大I小就要减小N。 |
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| | | | | | | 在CCM下(按照您的推导时定的模式),N应该不可能自由地分布在√(b/a)两恻 (预感),因此 B不应该是双开口向上的抛物线,只能是其一侧。B应该随N单调的。我等下求证出CCM下N的取值区~ |
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| | | | YTDFWANGWEI- 积分:109874
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积分:109874 版主 | | | | | 你的预感又是错误的。他确实是一个开口向上的的抛物线。 |
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| | | | | | | 在CCM下
IEDC-0.5*△I >0 ; △I=Vin*D/L= Vin*D/(N2*AL)
=>N^2 >( Vin*D)/(2*IDEC*Ae)
=>N >√(b/a)
考察:B=a*N+b/N
也就是说:N分布在函数B(N)=a*N+b/N 双开口向上的抛物线最低点(N=√(b/a))的右侧,
函数B(N)=a*N+b/N,在N >√(b/a)是单调增函数
所以,只有降低N才能降低B
证毕 ! |
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| | | | | | | | | 不错,根据你补充的这个证明,可以发现临界模式NI最小。如果工作在DCM下的电感快饱和了就要加圈数,工作在CCM下的电感快饱和了就要减圈数。 |
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| | | | | | | | | | | | | 还是这里,N =√(b/a)时,I EDC=0.5△I,这个就是临界模式 |
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| | | | | | | | | | | | | | | 虽然N =√(b/a)时是临界模式,但是并不临界模式下NI就最小。
DCM 和BCM阶段 ,B是一个与匝数无关的量,唯一由输出功率决定。
在这里我有点迷惑了,按照张兄您的公式:当N<√(b/a)时, I EDC< 0.5△I , 就是DCM 了。
N分布在函数B=a*N+b/N最低点N=√(b/a)的左恻,这是个单调减区间。B随N增加而减少。实际上在DCM下,B就是△B,并不随匝数N的变化而变化的。问题在哪儿呢? |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 问题是,B =Bdc+ΔB/2 =a*N+b/N 这等式不适用于DCM。
CCM时,dB/dN = a+b/N2 >0 ,所以N大,B就大。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 谢谢greendot 大师关注 ~
CCM时,dB/dN = a - b/N 2
大师符号弄错了~ |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 大师言之有理,DCM下D是变量且Ipk=△I了,所以整个公式不再适用。
简单推导一下:P o=0.5L*△I 2*f=(V inD) 2/(2L*f),
∴D 2=2P oLf/V in2,而B=uNI pk/l e=uNV inD/(L*f*l e)=(uN/l e)*√(2Po/Lf)
L=A L*N 2,代入上式得:B= (u/l e)*√(2Po/A Lf)
这样看起来DCM条件下,B和N无关。但实际上并非如此,因为得到上述公式的前提是磁心没有饱和,一旦磁心饱和则B=uNI pk/l e 不再成立,这时就需要增加A L或者l e来使得磁心退出饱和状态。一旦AL增加,那么要保持同样的工作条件,则N要因此减小。
所以磁心不饱和时,DCM条件下NI pk不变,CCM模式下NI pk随N的增加而增加。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 张工:现在还认为13楼 “可以发现临界模式NI最小”吗,呵呵? |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 不改变气隙和磁心大小,DCM条件下NI不变了,还是等于临界模式 虽然是蒙的,但也不算错 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 推导过程是不是有误?这个是 Buck,不是 Buck-boost。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 是有问题,以前推过BUCK的DCM工作模式:
用这个代到磁感应强度的公式里:
公式有误,不过结论一样。感谢大师指出谬误之处 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 好些先进的工具都不会用,我就是用word的公式编辑器写的 |
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| | | | | | | 分析的太好了,以前也想过但没拿出理论依据,很好。。。 |
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| | | | | | | 呵呵,老弟来了~
换大点磁芯是可以的,这样或许要麻烦点。涉及到Layout的问题。
如果不是很严重饱和的话,减少了匝数可以。但磁摆幅要增加了,磁滞损耗要增加 ~ |
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| | | | | | | | | 根据电感的原始定义:
磁通量=N*B*S=L*I
N表示匝数,B表示磁通密度,S表示横截面,L表示电感量,I表示电流。
B=(L*I)/(N*S)
=(AL*N^2*I)/(N*S)
=(AL*N*I)/S
滤波电感里的I可近似恒流,纹波很小。可见,B是跟N近似成正比的,当B接近饱和时,要减小N才行。 |
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| | | | | | | | | | | 在CCM下,用你的公式理解起来,的确简单可行 ~
在DCM下,无论怎样改变匝数,Bmax始终不变 ~
请参照24楼的推导 ~ |
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| | | | | | | | | | | 抓住前提,电流几乎不变,也就是输出功率不变,我们应该分析电流峰值,减小N也就减小电感量,不变的输出功率,L小电流峰值应该大啊。 |
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