Buck电路电感手把手推算(1)

Buck电路电感手把手推算(1)

Buck 线路中，电感的设计是一个关键要点，它与系统的效率、输出纹波电压和环路稳定息息相关。那么我们该如何计算 Buck 电感呢？(CCM&DCM&BCM是什么意思)

第一来看一下 Buck 的工作原理，按照工作状态，分为开关和关断两个过程：Q1闭合，Q2断开的时候，整个电路的工作过程如蓝色所示，电感电流上升，电感储能，同时对输出电容充电；Q1打开，Q2闭合的时候，整个电路的工作过程如红色所示电感电流下降，电感释放能量。(其中下图是同步buck电路，把Q2换成二极管是异步buck电路)

Case1：Q1闭合，Q2断开的时候。电感左边电压是Vin，右边电压是Vout，电感两端电压是Vin-Vout，为一个恒定值。我们可以根据电感两端电压与电流关系式：V=L*di/dt ，由于L*di/dt=Vin-Vout，那么di/dt=(Vi-Vo)/L=常数，因此电感电流是线性增大的。

Case2：Q1打开，Q2闭合的时候。电感会产生反向电动势，电感左边的电压就是0(同步buck,不思考MOS管压降等理想状况)，右边的电压是Vout不变，因此电感两端电压是-Vout。此时电感电流是线性减小的，由于L*di/dt=-Vout，di/dt=-Vout/L=常数，并且是负值，因此电感电流是线性增大的。

斜率与电压成正比，电感电流上升的高度与下降高度又一样，我们可以得到Ton/Toff=Vout /(Vin-Vout)。这实则也是许多文档中讲述的：伏秒平衡 的另外一种解释。另外对于我们来说频率f是已知量，那么上述公式的Ton+Toff也是已知量。因此我们可以求得PWM波的占空比关系。

我们知道，在选择电感的时候我们主要思考温升电流和饱和电流，因此我们选择电感的时候主要要思考电流这个数值的关系。那上述的计算和电流有关吗？有的，我们可以根据di/dt=-Vout/L=常数这个关系式中Vout dt已知来求得电感峰值电流，从而获得电感值。