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Buck-Boost电感设计

1年前浏览768


输入条件

最大输入电压Vinmax:10V

额定输入电压Vinnom:8V

最小输入电压Vinmin:5V

输出电压Vo:25V

最大输出电流Io:2A

开关频率fs:200kHz

输出电流纹波Krp:0.4

填充系数Ku:0.2

最大磁通密度Bmax:0.3T

电流密度J:8A/mm^2


   

计算过程

1.计算峰值电流

最大占空比:

Dmax=Vo/(Vo+Vinmin)

Dmax=0.833

最小占空比:

Dmin=Vo/(Vo+Vinmax)

Dmin=0.714

电感电流平均值:

Idc=Io/(1-Dmax) 

Idc=12A

这里需要根据电路拓扑的工作原理将输出电流折算到Buck-Boost电感侧,得到电感电流平均值。这里选取最大占空比计算,仍是因为最大电流对应最大磁通密度,从而对应最恶劣工作状态。

电感电流纹波:

∆I=Krp*Idc

∆I=4.8A

电感峰值电流:

Ipk=Idc+0.5*∆I   

Ipk=14.4A

2. 计算感量


电感感量:

L=(Vinmin*Dmax)/(f*∆I)

L=4.34uH

     

3. AP法选磁芯


AP值:

AP_cal=(L*Ipk^2)/(Ku*J*Bmax)

AP_cal=1875mm^4           

1.2AP_cal=2250mm^4

磁芯选取:EF25/DMR95

磁芯有效截面积:

Ae=51.80mm^2

磁芯窗口面积:

Aw=45.87mm^2

磁芯有效磁路长度:

le=57.80mm

磁芯体积:

Ve=2990mm^3

磁芯AP值:

AP_core=376mm^4

4. 计算绕组匝数


交流磁通密度:

Bac_cal=((∆I/2)/ILpk)*Bmax

Bac_cal=0.05T

绕组匝数:

N= (L*△I)/(Ae*2Bac) 

取整后 N=4

5.计算气隙


气隙:

lg=(uo*N^2*Ae)/L    

lg=0.24mm

6.导线线径

需要的导线截面积:

Scu= Io/J  

Scu=1.5mm^2

集肤深度:

   

∆=0.17mm

导线线径:

dcu=∆    

d=0.2mm

导线股数:

Ncu=Scu/3.14*(dcu/2)^2     

Ncu=48

7. 核算窗口系数


窗口系数真实值:

Ku_check=[Ncu*3.14*(dcu/2)^2]/Aw

Ku_check=0.131

8.   核算最大磁通密度


最大磁通密度真实值:

Bmax_check=(L*Ipk)/(N*Ae)    

Bmax_check=0.30T


输出结果

磁芯尺寸:EF25

磁芯材料:DMR95或同等材料

绕组匝数:4Turns

绕组线规:0.2mm*48

电感感量:4.34uH

填充系数:0.131

最大磁密:0.30T

来源:电力电子技术与新能源
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首次发布时间:2023-05-12
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