滞回控制临界模式中buck电路电感计算

电子电路设计中，会涉及到很多种电路的设计，buck电路就是其中一种。对于新手设计者来说，buck电路中的电感计算往往是比较头疼的一个问题，不同模式的buck电路的电感计算方法也不尽相同。本篇文章就将为大家介绍临界模式的BUCK型电感计算方法。

诸如BP2822这种滞回控制临界模式的BUCK型电感究竟该如何计算？首先，根据手册，内部的限流阈值是0.4V，那么电感电流峰值就等于这个电压除以采样电阻阻值。例如取1欧的采样电阻，那么电感电流峰值就等于：

IL_pk=0.4/1=0.4A

输出平均电流为：

Io_avg=IL_pk/2=0.2A

这样一来只剩下一个参数需要计算，那就是电感的感量。对于滞回控制临界模式的BUCK拓扑，开关管开启时，加在电感上的电压为：

Von=Vin-Vo=L*Ipk/Ton

开关管关断时，加在电感上电压为：

Voff=Vo=L*Ipk/Toff

由于Ipk、Von和Vo都是定值，从上面的式子可以看出，L的变化，最终只影响Ton和Toff，也就是，只影响开关频率或者讲开关周期。从上面的式子推出：

T=Ton+Toff=L*Ipk（1/（Vin-Vo）+1/Vo）=L*Ipk*Vin/Vo（Vin-Vo）

从这个式子最少可以看出，如果Vo不变，那么开关频率随着Vin的增大而变高，如果Vin不变，对上面的式子求导时会发现，当Vo大于Vin/2时，随着Vo增大，开关频率降低，当Vo小于Vin/2时，随着Vo增大，开关频率升高。

那么可以得出结论：

1、在Vin最低，且Vo最近接Vin/2时，开关频率最低。这点非常重要，因为有必要在设计时保证，最低开关频率高于20KHz，否则，就有可能出现音频噪声。

2、在Vin最高时，且Vo离Vin/2最远时，开关频率最高。这点对分析EMI有帮助。

下面给出一个实例介绍设计过程。

输入176--265VAC，采用填谷式PFC，输出70--90V，恒流200mA的应用。首先我们确定电感峰值电流为：

Ipk=2Iavg=400mA

电感的有效值电流为：

Irms=Ipk*（根号3）/3=0.23A

填谷式PFC，最低母线电压为：

Vin_min=0.5*1.414*Vline_min=0.5*1.414*176=125V

最高母线电压为：

Vin_max=1.414*Vline_max=375V

在Vin_min下，输出电压70V最近接0.5Vin，所以最低频率发生在Vin=125V，Vo=70V时，此时如果选择工作频率为50KHz，那么电感量计算如下：

L=T*Vo*（Vin-Vo）/Vin/Ipk=70*（125-70）/125/0.4/40=1.54mH，取1.5mH左右。

此时，可以将这个电感量带入输入265VAC，输出离0.5Vin最远（此时0.5Vin=187V，仍然选择70V）时计算最高工作频率：

fmax=Vo*（Vin-Vo）/L/Ipk/Vin=70*（375-70）/1.5/0.4/375=95KHz

最后，我们取L=1.9mH，Irms=0.23A，Ipk=0.4A，接下来计算具体的电感。根据这个规格，考虑到T8灯管的尺寸，选用EPC13的磁芯和骨架，Ae=12.5mm^2

首先计算匝数：

N=L*Ipk/Ae/detaB=1.5*1000*0.4/12.5/0.25=192T

这个匝数可以根据实际情况一定程度调整，匝数越多，detaB越小，磁芯损耗越小，但是铜线损耗会随之增加。

然后根据RMS电流计算所需铜线截面积，选择电流密度6A/mm^2：

Acu=Irms/6=0.0383mm^2

选择铜线直径0.23mm的漆包圆铜线，截面积约0.041mm^2，至此，电感的计算完毕。

本篇文章主要介绍了滞回控制临界模式的BUCK型电感的计算，对其中每一种步计算都进行了详尽的讲解，希望大家在阅读过本篇文章之后能够多掌握一种BUCK型电感的计算方法。