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DC/DC转换器典型应用电路中的电感器L1及输出电容器Cout值的计算

典型应用电路:

计算前要已知的条件是,输入电压VIN、输出电压VOUT、最大输出电流IOUT(max)及开关频率fsw。

计算公式及步骤如下:

1、初步估算电路上的纹波电流   △I'OUT

在初步估算△I'OUT时,可取IOUT(max)的20%~40%,即
    (1) △I'OUT=(0.2-0.4)IOUT(max)
在fsw高、IOUT(max)大时取小值,反之取大值。

2、电感器L1的计算

电感器L1可按下式计算:
    (2) L1=(VIN-VOUT)×VOUT/(△I'OUT×fsw×VIN )
计算后的L1值应按相近的标准系列值选取,如计算出来的L1=2.06μH,可取标准值2.2μH,取实际电感值LACT=2.2μH。所选的电感器L1的饱和电流应大于电感器的峰值电流ILP-P。
ILP-P可按ILP-P=1.2×IOUT(max)估算。

3、纹波电流△IOUT的复算

可根据LACT来复算纹波电流△IOUT
    (3) △IOUT=(VIN-VOUT)×VOUT/(fsw×LACT×VIN )

4、选择合适的电容器

根据已知的VOUT及计算出的△IOUT,选择合适的输出电容器COUT。要满足两个条件:

VOUT=(0.8~0.9)VRATED(VRATED为电容器的额定电压);

△IOUT(ALLOW)>△IOUT        (△IOUT(ALLOW)是电容器的最大允许纹波电流)。
若所选的单个电容器的△IOUT(ALLOW)不能满足大于△IOUT的要求,则可用几个同型号的电容器并联,使满足下式:
    (4) △IOUT(ALLOW)×N>△IOUT
式中N为并联的电容器数。

5、最大的输出纹波电压△IOUT计算

在选定电容器后,可知道该型号电容器的最大ESR值,则最大输出纹波电压△VOUT为:
    (5) △VOUT=△IOUT×ESR/N
如果按式(5)计算出来△VOUT不能满足使用上的要求,则需要再选择ESR更低的(如低ESR系列)或增加N值来解决。
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