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为什么buck电感的最大输出电流越小,计算值越大?

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殷勤
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本网技师
  • 2012-11-5 17:20:06
BUCK电路中电感量计算公式:L=Vo*(1-D)/(20%*Imax*F)中,电感量与最大负载电流Imax成反比。假如是在2A负载电流情况下计算出电感量为10UH。那么在其它条件不变的情况下,1A负载电流情况下,电感量应该是20UH。那么如果我用2A计算出的10UH电感,工作在最大负载为1A的情况下(正常这需要20UH),会有什么影响了?如果是这样,那正常工作电流如果更小了,那不是需要更大的电感量?有点不解。。哪位能帮忙解答一下,谢谢!
yingbin
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高级工程师
  • 2012-11-5 17:28:10
 
不太懂,等大师解答!
二手电工
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高级工程师
  • 2012-11-5 17:33:34
 
这里说的只是感量,或者说感值-Inductance
公式里是按照允许电感纹波电流是直流的40%来算的,因为此时电感的体积最为经济,此时是电感储能vs纹波曲线的拐点
原因可以在精通开关电源上找

所以最大输出电流变小了,那所允许的纹波也就小了,电感值就需要变大。
殷勤
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本网技师
  • 2012-11-5 18:02:29
 
那我们实际设计时都是按20%的纹波电流来计算?例如:相同条件下,两个电源一个要求Imax=2A,另一个要求Imax=1A,而它们的正常工作电流为0.5A,那么实际设计时,2A的电感式1A的2倍吗?
YTDFWANGWEI
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  • 2012-11-5 18:09:45
 
2A的会是1A模块的0.5倍。
20020672
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高级工程师
  • 2012-11-5 17:38:33
 
输入输出定了后,就是纹波电流的大小来决定电感值了,电流小了后,纹波电流也小,当然电感量就上去了。但是电流小了,线径也会跟着小,所以窗口面积也会跟着小。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-11-5 17:58:59
 
1、本来用20uH电感,电感中的纹波电流会小有些,那么可以采用小一点的滤波电容,但如果你采用10uH,那么对应的纹波电流自然相应增大,就需要纹波电流大的电容。当然这只是一个方面,但如果说行不行呢?应该电路也是可以正常工作的。
2、正常工作电流小了,当然需要更大的电感量。
3、实际上,在其它条件不变的情况下,只改变最大负载电流,为什么会需要更大的电感量呢?从你的公式里面可以看出来,20%Imax实际是什么?是电感电流的变化值,变化值越小,需要的电感就越大,当负载电流降低的时候,如果电感电流变化值占平均值的比例不变,那么变化值是减小的,所以就需要更大的电感量了。
殷勤
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本网技师
  • 2012-11-5 18:12:57
 
我看书上的电感电流的变化量取值是20%*Imax,网上很多人都是这样取值的。如果实际应用中,我只改变Imax,而正常工作电流不变的话还有必要改变电感吗?
YTDFWANGWEI
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  • 2012-11-5 18:20:07
 
正常工作电流不变,你改Imax干吗?
殷勤
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本网技师
  • 2012-11-6 09:38:06
 
这只是个假设,我的最终目的还是想问L=Vo*(1-D)/(20%*Imax*F)这个公式在实际应用中合不合适,电流的变化量取20%的原因,请指点,谢谢!!!
YTDFWANGWEI
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  • 2012-11-6 12:21:20
 
2楼告诉你了,一般来说纹波系数会选择0.4,因为这个时候电感的功率体积比(好象是这样)是最优的,在精通开关电源这本书里有详细介绍。实际应用中也是按照你列出的公式进行计算的,不过纹波系数可能不同的人有不同的选择。
Harley
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  • 2012-11-6 09:59:48
 
我这里问一下,我看到有的书上写纹波电流是输出电流的2倍再乘以一个纹波系数k,这个公式和楼主的公式倒底哪个对?感觉很奇怪!
殷勤
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本网技师
  • 2012-11-6 11:48:27
 
你说的这个公式是BOOST电路连续模式,而这里讨论的是buck电路。
Harley
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  • 2012-11-6 17:08:05
 
兄台,这个是Buck的公式没错的,如何不看中间部分转换过程,你说是boost公式或者buck-boost也对。


我想知道的是△I=20%*Io和△I=2*k*Io,这个k在这里如何理解,所表达的意思是什么?取值范围?
YTDFWANGWEI
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  • 2012-11-6 17:45:58
 
你从哪里得到的这个公式,里面没有这个K的定义吗?从你描述的来看,K就是最大电压与平均电压的差值占平均电压的比例。既然纹波系数取值一般是0.4,反推可以得到K的取值就是0.2了。
Harley
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  • 2012-11-6 20:32:43
 
这个来自赵修科《开关电源中磁性元器件》106页,有定义k=0.05~0.1,有些不明白,所以问问。另外有这个K与2倍应该没有关系,而是Ipk=2*Iave=2*Io,即△I=k*Ipk,不知是否?
YTDFWANGWEI
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  • 2012-11-6 21:10:08
 
肯定不是你说的这个关系。你想想如果10A输出,电流波动值是2A,那么就是在9A到11A之间波动,按照说的的,K就是0.1,IPK就是11A,按照书上写的,△I=2KIo,△I正好是2A
Harley
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  • 2012-11-6 21:57:01
 
△I=2*k*Io k=0.05~0.1
△I=K*Ipk K=20%
虽然这里k都说是纹波系数,但我觉得这两个k概念不一样啊,一个按输出直流电流来算,一个按峰值电流来算,所以取值不一样,是这样吗?
YTDFWANGWEI
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  • 2012-11-6 22:00:39
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这个就是这样啊,本身这个就是自己定义的一个系数,你可以根据峰值定,可以根据平均值定。主要就是取多少的问题,而定义这个的目的是什么?最终还是决定△I,只有△I才是我们需要的东西。
fjz3116
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本网技师
  • 2013-8-6 17:33:10
  • 倒数7
 
王工在《Understanding Buck Power Stages in Switchmode Power》文档中电感的计算式没有系数K的 是什么原因?

fjz3116
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本网技师
  • 2013-8-6 17:37:24
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殷勤
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本网技师
  • 2012-11-7 11:43:21
  • 倒数8
 
开关电源设计第三版,dI=10%~20%*Io刚好符合你的k值,这个k的含义应该是电流纹波值与输出电流有效值之比。
YTDFWANGWEI
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  • 2012-11-6 12:22:23
 
两个公式都对的,主要是理解每个参数的定义,实际影响电感的就是△I。
Harley
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  • 2012-11-6 17:12:53
 
王工给解释一下上面的
Harley
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  • 2012-11-6 20:31:09
 
重复了,见18楼!
linchongjie
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高级工程师
  • 2012-11-7 09:13:30
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你这个情况是计算电感,纹波相等的情况下。频率不变,占空比不变,电流越大需要的电感越小。。再者不晓得,你清楚吗,当电流越大时,磁芯磁导率是不一样的。。匝数不变电流越大,磁芯H越大,H越大,磁导率下降。也就是电感量会下降
btma
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  • 2013-8-7 04:47:41
  • 倒数5
 
应该是要符合磁芯的伏秒平衡吧。
wenbingkui888888
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本网技师
  • 2013-8-7 09:31:55
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本公司需求DC-DC buck 方案,输出功率在5W-50W的方案可以向我提供一下,本人QQ邮箱:840887569@qq.com,联系电话:15338764677
lq520yxh520
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助理工程师
  • 2013-12-13 14:24:24
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学习了
李诚建
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助理工程师
  • 2018-7-6 10:13:50
  • 倒数2
 
我知道楼主意思,好多人回答牛头对不住马脚;
把自己知道的全部或戳来;真没经‘

我在计算电感时亚遇到你所想的问题;假设你按照最大输出电流20A(Vo=12V)计算的电感15uH,当你实际工作时突然需要改变负载为5A(12V),你会发现纹波系数计算的非常大,都可能大于1了。这时候怎么办?,这时候你的电感已经在电路上,总不可能把它下下来吧,有的电源别人负载又没说非要固定;所以这时候之前计算的电感就不符合最优电感了;

所以目前我也不知道别人怎么处理的。我觉得可以折中计算电感,就是按照额定电流中间值计算;或者最大电流是设置纹波率低于0.4。留一定余额给小负载;
李海鸥
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本网技工
最新回复
  • 2018-8-20 16:21:45
  • 倒数1
 
楼主现在知道怎样解释这个问题了吗?可以分享一下吗?谢谢.
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