boost升壓電路參數(shù)選型設(shè)計(jì)
己知參數(shù)：
輸入電壓： 12V Vin
占空比： don
輸出電壓： 36V Vout
輸出額定功率： 150W Pmon
輸出最大功率： 200W Pmax
輸出最小功率： 50W Pmin
升壓二極管壓降：1V Vd
工作頻率： 100KHZ f
設(shè)效率為： 88% η
穩(wěn)定工作時(shí)，第個(gè)開關(guān)周期導(dǎo)通期間電感電流的增加等于關(guān)斷期間電感電流的減小。
即：
(Vi*don)/(f*L)=[(Vout+Vd-Vi)*(1-don)]/(f*L) (1)
整理得：
Don=(Vout+Vd-Vi)/(Vout+Vd) (2)
don≈0.6756756757
don取0.68
設(shè)每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電感初始電流等于輸出電流時(shí)的對應(yīng)電感量。
電感量L：
L=(Vin∧2*don*Vout*η)/[2*f*Pout(Vout-Vin*η)] (3)
式中L為H
當(dāng)輸出功率Pout為50W時(shí)
參數(shù)帶入：
L≈12.1938μH
L取12μH
dIL= Vi*Ton/L
dIL=0.2IL_ avg=0.2Iin
Iin=Vo*Io/Vi
IL_avg = Iin
IL_peak = 1.1Iin
IL_rms = ILavg*(1+0.22/12)0.5
L電感量的選取原則使電感紋波電流為電感電流的20%(可根據(jù)應(yīng)用改變)
dIL—電感紋波電流峰峰值
IL_avg—電感電流平均值
IL_peak—電感峰值電流
IL_rms—電感電流有效值
Id_peak = 1.1Iin
Vrd = Vo
Id_peak—續(xù)流二極管峰值電流
Vrd—續(xù)流二級管反向耐壓(Ton期間)
Isw_peak = 1.1Iin
Vsw = Vo
Isw_peak—開關(guān)管峰值電流
Vsw_peak—開關(guān)管耐壓(Toff期間)
Icin_rms = dIL/120.5
Ico_rms = [Io2D+(Iin-Io)2(1-D)]0.5
電容選取：耐壓、紋波電流、電容量
Icin_rms—輸入電容的紋波電流有效值
Ico_rms—是輸出電容的紋波電流有效值
1)采用磁芯PQ3230，其Ae=161mm2 ，取Bmax=0.23T，
2)匝數(shù)N：
N=(L*Ipmax)/(Bmax*Ae) (4)
式中L為μH ，Ae為mm2 ， Bmax為T，Ipmax為輸出最大功率時(shí)的峰值電流A
3)當(dāng)輸出(Pout)為最大值(Pmax)時(shí)峰值電流(Ipmax)為：
Ipmax=(2*Pout*L*f+Vin∧2*don*η)/(2*Vin*f*L*η) (5)
式中L為H
參數(shù)帶入：
Ipmax≈22.3393939A
Ipmax取22.34A
4)輸出功率最大(Pmax)，當(dāng)MOS管導(dǎo)通時(shí)的電感電流Ion為：
Ion=(2*Pout-Ip*Vin*η)/(Vin*η) (6)
參數(shù)帶入：
Ion≈15.53878788A
5)驗(yàn)正(3)(5)(6)式的正確性：
因電感的取值是在輸出功率為最小值(Pmin為50W)時(shí)，MOS管導(dǎo)通時(shí)的電感電流等于輸出電流(Pmin/Vout)。
參數(shù)帶入(5)式：
Ip=8.13484848A
Ip取8.13A
參數(shù)帶入(6)式：
Ion≈1.339697A
Pmin/Vout≈1.388889A
1.339697A ≈1.388889A
(3)(5)(6)式正確。因don，L，Ip等都是取的近似值所以結(jié)果也只能是近似值。
6)將Ipmax帶入(4)式：
N≈7.2395
N取7.5圈
7)當(dāng)N為7.5圈L為12μH時(shí)PQ3230的磁飽和電流Is為：
Is=(N*Bs*Ae)/L (7)
參數(shù)帶入：
Is=36.225A
100℃時(shí)PQ3230的飽和磁密Bs為0.36T。
8)氣隙lg的計(jì)算：
lg=4πAe[(Np∧2)/(Lp*1000)-1/AL] (8)
式中Ae為平方厘米，Lp為微亨，AL為nH/N∧2
AL=5140
參數(shù)帶入：
lg≈0.0909厘米≈0.9mm
Imax-rms=(Pmax*don)/(vin*η)+Pmax/Vout (9)
參數(shù)帶入：
Imax-rms≈18.434343
Imax-rms取18A
2)線徑取300圓密爾每安培
18*300=5400圓密爾=3.483864mm∧2
采用線徑為0.2mm的銅線110根
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