Buck電路電感計算詳細公式

在DC/DC變換器拓撲中，Buck電路常用於降低電壓。Buck電路可以很好地控制輸出電壓和電流，並且功率轉移能力高。在設計Buck電路時，電感是電路中最重要的元件之一，因為它影響著電路的效率和輸出電壓波動。因此，Buck電路電感計算非常重要。本文將詳細介紹Buck電路電感計算的公式和推導過程。

一、Buck電路電感計算公式

Buck電路電感的計算需要考慮兩個方面：輸出電壓的紋波和電流穩定性。輸出電壓的紋波取決於電容器和電感的大小。為了將紋波控制在一個合理的範圍內，我們需要適當地選擇電感的大小。同樣，電感的大小也需要適當控制，以確保電路中的電流穩定。 BUCK電路電感的計算公式如下：

L = (Vin_max – Vo_min) * Dmax / (fs * ΔIL)

其中，L表示電感大小，Vin_max是輸入電壓的最大值，Vo_min是輸出電壓的最小值，Dmax是占空比最大值，fs是開關頻率，ΔIL是電流漣漪大小。

除此之外，還有一種常用的簡化公式：

L = (Vin – Vo) * D / (fs * IL)

其中，IL是電路中的最大電流，D是占空比。此公式計算結果可能會偏低，應該適當地增加一些安全係數。

二、Buck電路電容計算詳細公式

Buck電路的輸出電壓具有一定的紋波，通過電容器來抑制紋波。Buck電路電容的計算比較簡單，其公式如下：

C = IL / (8 * fs * ΔV)

其中，C表示電容的大小，IL是電路中的最大電流，fs是開關頻率，ΔV是電容器能接受的電壓波動。

實際上，電容還需要考慮溫度、壽命等因素，選擇電容時需要仔細估算。

三、Buck電路電感電流計算公式

在Buck電路中，電感的大小會影響電路中的電流，而電流又會影響電路的效率和穩定性。因此，設計合適的電感大小非常重要。電路中電感電流的計算公式如下：

IL = (Vin – Vo) * D / L

其中，L是電感的大小，Vin是輸入電壓，Vo是輸出電壓，D是占空比。

四、Buck電路電感電容計算公式

在Buck電路中，電感和電容是互相影響的。當選定電感後，可以通過公式計算電容的大小。電路中電感和電容的計算公式如下：

C = IL / (8 * fs * ΔV)

L = (Vin_max – Vo_min) * Dmax / (fs * ΔIL)

其中，IL是電路中的最大電流，fs是開關頻率，ΔV是電容器能接受的電壓波動，Vin_max是輸入電壓的最大值，Vo_min是輸出電壓的最小值，Dmax是占空比最大值，ΔIL是電流漣漪大小。

五、Buck電路電感計算公式推導

Buck電路的電流可以表示為：

IL = (Vin – Vo) * D / L

可以推導出電感的大小：

L = (Vin – Vo) * D / IL

這個公式是Buck電路電感計算的簡化公式。它只考慮了電感對電壓紋波和電流的影響，沒有考慮電容器的作用，所以它計算結果可能會偏低。

為了獲得更準確的電感值，我們需要考慮電容器對電路的影響，以及傳輸效率等因素。

六、Buck降壓電路電感計算公式

在Buck降壓電路中，為了使輸出電壓平穩，需要較大的電感，但是過大的電感將會引起電感的光譜分布，進一步減小電路的穩定性。因此，需要找到一個合適的平衡點。Buck降壓電路的電感計算公式如下：

L = (Vin – Vo) * D / (fs * ΔI)

其中，Vin是輸入電壓，Vo是輸出電壓，D是占空比，fs是開關頻率，ΔI是輸出電流的漣漪。

七、Buck電路參數公式

在Buck電路中，很多參數之間存在著互相影響的關係。因此，有一些參數公式可以幫助我們估算電路的參數值，以便根據需要來調整電路。

一些常用的參數公式如下：

Vout = Vin * D

Vripple = (Vin – Vout) * D / (fs * C)

Vr = IL * D * L / (2 * C)

其中，Vout是輸出電壓，Vin是輸入電壓，D是占空比，fs是開關頻率，C是電容大小，Vripple是輸出電壓的漣漪，Vr是反壓。

八、Buck電容電感計算

在Buck電路中，電容和電感的大小都對電路的穩定性和效率有很大的影響。因此，需要同時計算電容和電感的大小，以確保電路的穩定性和效率。電容和電感的大小可以根據下面的公式計算：

C = IL / (8 * fs * ΔV)

L = (Vin_max – Vo_min) * Dmax / (fs * ΔIL)

其中，IL是電路中的最大電流，fs是開關頻率，ΔV是電容器能接受的電壓波動，Vin_max是輸入電壓的最大值，Vo_min是輸出電壓的最小值，Dmax是占空比最大值，ΔIL是電流漣漪大小。

完整代碼示例

下面是一個Buck電路電感大小計算的完整示例代碼：

Vin_max = 24 # 輸入電壓最大值
Vo_min = 12 # 輸出電壓最小值
Dmax = 0.5 # 占空比最大值
fs = 10000 # 開關頻率
ΔIL = 0.2 * IL # 電流漣漪大小

L = (Vin_max - Vo_min) * Dmax / (fs * ΔIL)

print("電感大小為：", L)

這段代碼用輸入電壓最大值24V、輸出電壓最小值12V、占空比最大值0.5、開關頻率10000Hz和電流漣漪大小0.2的最大電流計算了Buck電路的電感大小。