BOOST電路參數(shù)計(jì)算公式
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
一.占空比
穩(wěn)定工作時(shí),第個開關(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)
參數(shù)帶入:
don≈0.6756756757
don取0.68
二.電感量的計(jì)算
設(shè)每個開關(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
三.確定磁芯、匝數(shù)和氣隙
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
lg≈0.0909厘米≈0.9mm
四.確定線徑
1.極限狀態(tài)下電感電流的最大有效值為:
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
3.繞線管踋示意圖