DCDC

前言:笔者最近突发奇想,要做一个超级电容UPS,所以基础的DCDC知识必然要好好复习一下

网络上教程很多,该文章只作为总结归纳使用

Buck电路(降压DCDC)

  • 输入与输出的关系

$$
U_o=\frac{t_{on}}{T}\cdot U_i=D\cdot U_i
$$

  • 储能电感(经验公式)

    $$
    L=\frac{R_{Lmax}\cdot (1-D)}{1.5f}
    $$

    临界电感

    $$
    L_c = \frac{U_o}{2\cdot I_o}\cdot t_{off} \\
    L_c=\frac{R_L\cdot(1-D)}{2f}
    $$

  • 电感电流纹波

    $$
    \Delta I_L=\frac{U_i-U_o}{2L}t_{on}
    $$

    由纹波推测电感量为

    $$
    L\ge \frac{U_iD_{max}(1-D_{max})}{2kf_sI_{max}}
    $$

  • 输出电压纹波

    $$
    \Delta U_o=\frac{\Delta I_L}{8C} T \
    \Delta U_o =\frac{U_o\cdot T^2}{8C\cdot L}(1-\frac{U_o}{U_i})
    $$

    由电压纹波推电容量为

    $$
    C\ge\frac{D_o\cdot U_o}{8L_of^2\cdot \Delta U_o}
    $$

    注意带小电容滤除高频纹波

  • 输出端LC兼容原则

    $$
    LC=\frac{T\cdot t_{off}}{8\frac{\Delta U_o}{U_o}}
    $$

  • 功率开关管损耗

$$
P_c=\frac{1}{T}[I_{co}\cdot U_c\cdot t_{off}+I_c\cdot U_{ces}\cdot t_{on}+\frac{1}{6}I_c\cdot(U_c+2U_{ces})\cdot(t_R+t_F)]
$$

  • 转换效率

$$
\eta =1-\frac{P_c+I_o^2\cdot L}{I_iU_i}
$$

Boost电路(升压DCDC)

  • 输入与输出电压的关系

    $$
    U_o=\frac{1}{1-D}U_i
    $$

  • 储能电感

$$
L=\frac{10\eta DU_i^2}{7I_oU_of}
$$

  • 输出滤波电容

$$
C\ge \frac{I_{omax}D_{max}}{\Delta U_o \cdot f}
$$

Buck-Boost电路(可升降压DCDC)

  • 输入与输出关系

$$
U_o=-U_i\frac{D}{1-D}
$$

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