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Buck开关电源输入电容的选择

      本文以Buck开关电源为例分析输入电容的选择。Buck电路工作框图如下图所示

     Buck开关管Q的工作波形如下:0~DTsw的开关管导通期间,有电流流过Q,在DTsw~Tsw的开关管关断期间,流过Q的电流为0.当ΔIout足够小时,可以将开关管导通期间的电流波形等效为一个高为Iout,宽为DTsw的矩形波形,则有

  根据能量守恒, 流过开关管Q的电流波形几何关系可得

   

  在开关管Q导通期间输入端和输入电容同时向输出端提供能量,因此输入电容电流等于流过开关管电流Iq减去输入端电流;在Q关断期间,输入端对输入电容充电,补充开关管导通期间的损失,此时输入电容电流反向等效为-D*Iout。当输入电容足够大时,输入电流整个周期基本恒定,有

    根据输入电容电流波形可得流过输入电容的有效值为

化简可得

   上面是不考虑纹波的情况下的输入电容电流的有效值,在考虑纹波的情况下有

   由上式化简可得

   结合前面推导出的输入电流有效值,根据能量守恒

   

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