开关电压电压纹波计算（开关电源输出电压纹波）

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CH2.1:电力电子变换器稳态分析(Buck电路、小纹波近似、伏秒平衡、安秒...

电力电子变换器的稳态分析中，电感和电容在开关电源中起着关键作用。电感作为储能元件，确保电流连续，防止在开关关闭时电流突变，而电容则储存能量，提供平滑的输出电压。

电容上电压宏观上可以看作恒定。电路稳态工作时，输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成，宏观上可以看作是恒定直流，这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。

从电路可以看出，电感L和电容C组成低通滤波器，此滤 波器设计 的原则是使 us（t）的直流分量可以通过，而抑制 us（t） 的谐波分量通过；电容上输出电压 uo（t）就是 us（t） 的直流分量再附加微小纹波uripple（t） 。

开关电源输出滤波电容容值如何计算?

1、桥式整流电路的滤波电容电容量可以根据如下公式计算：C = I / （2 * f * Vripple）其中，C为滤波电容的电容量，I为负载电流，f为电源频率，Vripple为电容器的负荷波动。需要注意的是，这个公式只是滤波电容的初步估算，具体的电容值还需要根据实际电路情况调整。

2、电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值。C=εS/d=εS/4πkd（真空）=Q/U。一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，电容器的电容就是1法拉，即：C=Q/U。但电容的大小不是由Q（带电量）或U（电压）决定的，即电容的决定式为：C=εS/4πkd 。

3、开关电源桥式整流后的滤波电解电容，告诉你一个简单的取值方法，就是大约一瓦一微法。也就是说你现在400瓦的开关电源，需要400微法的电解电容，可以选用两个220微法或者一个470微法的电解电容。

根据基于BUCK的开关电源的纹波电流的计算公式

1、电感值的计算公式可以参考如下：BUCK电路输出电压Vo等于输入电压Vin乘以占空比D。由此可得D = Vo / Vin。在MOSFET关断期间，电感两端电压Voff可表示为L * di / dt = L * 0 / toff。其中，di / dt表示纹波率（取0.4左右），L为电感中的平均电流。已知频率和D，L的值也就自然得出。

2、根据Vo=D*Vin（占空比D在输出电压设定时已知）计算Vo； 计算输出电感L1，Von*D/f=L1*ΔI（ΔI为允许的电感纹波电流）； 计算输出电容Co，ΔU=ΔQ/C=CI*T/8C（ΔU为允许的输出纹波电压）。环路稳定性 在实际应用中，DCDC电路为闭环，稳定性分析更为复杂。

3、BUCK电路理论基础 处于稳定状态的电感，开关导通时间与开关关断时间的伏秒数相等。稳定状态下，一个开关周期内电流的增加量与减少量相等。由此推导出公式：Von * Ton= Voff * Toff。CCM模式：在连续导通模式下，电感电流在周期内始终大于零。电感在一个周期内能量不完全释放。电感容量通常较大。

4、纹波电流IAC = （VIN - VO） × D / （2Lf）。电流纹波率r = ΔI / IL = 2IAC / IDC。峰值电流IPK = （1 + r/2） × IL = （1 + r/2） × Io。设计案例：举例分析在给定条件下如何选择合适的电感值。

说明开关频率,电感,电容,电压纹波,电流纹波间的关系

一般的，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流也比较低。

电感起隔离交流电压的作用，因负载对电源输出电压纹波要求较高，而开关管的输出电流是方波，加电容后输出电压近似于三角波（自激式开关电源常利用此纹波电压作信号源），故需用电感隔离（电阻也有近似效果，但效率太低，没有实用意义），在电感后加电容即可得到质量较高的低纹波电压源。

纹波电压由纹波电流，输出电容大小和ESR共同决定。

电力电子变换器的稳态分析中，电感和电容在开关电源中起着关键作用。电感作为储能元件，确保电流连续，防止在开关关闭时电流突变，而电容则储存能量，提供平滑的输出电压。

纹波电流大小等等有关，电感的选择与MOS管的开关频率没有直接关系，mos管也是根据开关电源的频率和其他参数选择的。

正比关系。在电路中，纹波电流越大，电流纹波率就越高，因此成正比关系。纹波电流是指电流中的交流成分，是由于电源或电路中的电容、电感等元件引起的。