buck变换器的滤波电容电感怎么选取及用法

Buck变换器电感的选择

选择Buck变换器电感的主要依据是变换器输出电流的大小。假设Buck变换器的最大额定输出电流为maxoI，最小额定输出电流为minoI。

当Buck变换器的输出电流等于maxoI时，仍然要保证电感工作在非饱和状态，这样电感值才能维持恒定不变。电感值1L的恒定确保了电感上的电流线性上升和下降。

其次，最小额定输出电流minoI和电感值1L决定了Buck变换器的工作状态是否会进入DCM模式。我们知道，当Buck变化器工作在CCM模式时有

且当输出电压OV，输入电压dcV和变换器的工作周期T不变时，导通时间Ton保持不变。由CCM模式和DCM模式的临界条件可知，CCM模式的最小输出电流为

联立三式得Buck变换器CCM模式和DCM模式的临界电感值为

Buck变换器输出电容的选择和纹波电压

Buck变换器输出电容的选择和纹波电压的大小密切相关。我们知道，实际的电容C1可以等效为如图所示的威廉希尔官方网站 结构。其中电阻R0为等效串连电阻（EquivalentSeriesResistance，ESR），电感L0为等效串连电感（EquivalentSeriesInductance，ESL）。当频率低于300KHz或500KHz时，电容C1的等效串连电感可以忽略，输出纹波电压主要取决于电容C0和等效串连电阻R0。

图  电容C1的等效威廉希尔官方网站 及电容C1上的电流电压变化

由上图可知，电容C1上的电流为

所以，电容C1上的电流最大变化量为1Li，故等效串连电阻R0上产生的电压波动峰峰值为

电容C0上的电压纹波峰峰值为

所以，输出电压OV上的电压纹波ppV为

但从一些厂家的产品手册可知，大多数常用铝电解电容00*RC是一个常数，且等于50~80*10^-6F－～。而Buck变换器的工作频率一般为20～50KHz，所以其周期为20~50*10^-6S。因此，

所以，一般情况下我们可以忽略电容C0产生的纹波电压，那么电压纹波ppV近似为

而电压纹波和电感电流变化量可以由系统参数得到，所以可以求出变量0R的值。然后由常用铝电解电容00*RC是一个常数可以计算出系统应该选用的电容值0C。

　　Buck威廉希尔官方网站 参数选取

　　1.占空比

　　（Vi-Vo）*Ton/L=Vo*Toff/L

　　D=Vo/Vi

　　D—占空比

　

　　L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%（可根据应用改变）

　　dIL—电感纹波电流峰峰值

　　IL_avg—电感电流平均值

　　IL_peak—电感峰值电流

　　IL_rms—电感电流有效值

　　3.肖特基二极管

　　Id_peak=1.1Io

　　Vrd=Vi

　　Id_peak—续流二极管峰值电流

　　Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间）

　　4、开关管

　　Isw_peak=1.1Io

　　Vsw_peak=Vi

　　Isw_peak—开关管峰值电流

　　Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间）

　　电容选取：耐压、纹波电流、电容量

　　Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值

　　Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值