正激输出电容快速估算法

图2-1 Buck/正激电路

  Buck电路(或正激)一般选择CCM工作模式这时输出纹波的分析就比较简单了,首先假设ESR=0的情况,见下图

图2-2 Buck输出电压纹波(ESR=0)

  CCM模式下的电流波形是三角波,峰值为0.5*Io*r,周期t=0.5T,求三角形面积(电荷量)q=0.5*0.5*Io*r*0.5T=Io*r/(8*f)得输出纹波△V=q/Co=Io*f/(8*f*Co) (r电流纹波率)。

  输出纹波与输入电压的关系如下:

图2-3 Buck输出纹波与输入电压(ESR=0)

      其次ESR电阻不为零的情况

  ESR电阻产生的纹波为△Vpp=Io*r*ESR,设与电容纹波△V= Io*f/(8*f*Co)相等近似为临界条件

  可知当前参数下临界Gesr=ESR*Co=1/(8*fo)=1.25*10^-6,如果输出为电解电容Gesr=60*10^-6则临界开关频率为2kHz左右,当前100kHz开关频率下临界ESR=1/(8*f*Co)=0.0125(Co=100uF),下图为ESR=0.04时的波形图。

图2-2 Buck输出电压纹波

考虑ESR后的输出纹波与输入电压关系如下:

图2-3 Buck输出纹波与电压的关系(考虑ESR)

  正激电路的输出电流是连续的,纹波△I=Io*r比较小所以产生的纹波电压也较小所需电容也小,前面分析的反激输出电流是断续的,纹波△I=Ipk比较大所以产生的纹波电压也较大所需电容也大。

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