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首先要講到電容的基本公式： 電容器上所儲(chǔ)存的電荷與施加于電容器上的電壓成正比，有： q=Cv C為比例常數(shù)，稱為電容器的電容（capacitance）,單位法拉（farad,F）,電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流，用數(shù)學(xué)表示為i=dq/dt 電流的單位為安培。 對(duì)q=Cv兩邊取微分得： i=Cdv/dt 根據(jù)對(duì)偶原理得： v=Ldi/dt 對(duì)于給定的時(shí)間增量或減量（v,i為常量，對(duì)于恒定的全部更改為大寫的V,I） 基本概念： 對(duì)于一般方波功率變換，總有在開關(guān)導(dǎo)通器件施加一個(gè)恒定電壓（Von）,而在關(guān)斷器件自動(dòng)得到另一個(gè)恒定電壓（極性相反，幅值為Voff）,這將形成分段線性電流.其幅值為上面對(duì)偶 的到的公式 電流取一個(gè)變化量得： Von=L*△Ion/ton 推導(dǎo)出△Ion= Von*ton/L Voff=L*△Ioff/toff 推導(dǎo)出△Ioff= Voff*toff/L 整體電流和電壓波形可以重復(fù)，電路才工作于穩(wěn)態(tài)。（關(guān)鍵概念） 即：開通和關(guān)閉期間電流的變化量必須相等（△Ion=△Ioff） 即可得伏秒法則：Von* ton= Voff* toff 以下的公式推導(dǎo)只針對(duì)于CCM變換器 首先要幾個(gè)基本公式: f為開關(guān)頻率 周期為T 同時(shí)有T=1/f ton toff=T D 為占空比定義為ton /T 即ton=D*T Toff=T- ton=T-D*T=T*(1-D) 請(qǐng)大家注意一下，下面的公式推導(dǎo)是基于連續(xù)模式狀態(tài)下來推導(dǎo)的。
2BUCK 變換器的基本原理以及公式推導(dǎo)
Q 導(dǎo)通時(shí)，不記其開關(guān)管的壓降，L上的電壓為Vin-Vout 記為電感電壓Von Q 關(guān)閉是，D 導(dǎo)通，忽略二極管壓降，即二極管對(duì)地是等電位的，L 兩端的電壓為Vout ，記為電感電壓Voff，這時(shí)電壓與輸出電壓同一極性。
根據(jù)伏秒定律： Von* ton= Voff* toff 其中：Von=Vin-Vout Voff= Vout ton=D*T Toff=T*(1-D) 代入上式得： （Vin-Vout）* D*T= Vout* T*(1-D) （Vin-Vout）* D= Vout*(1-D) （Vin-Vout）/ Vout = (1-D)/D （Vin-Vout）/ Vout 1= (1-D)/D 1 通分得：（Vin-Vout Vout）/ Vout = {(1-D) D}/D Vin/ Vout = 1/D D= Vout/ Vin
3BOOST變換器的基本原理以及公式推導(dǎo)
Q 導(dǎo)通時(shí)，不記其管壓降，即Q對(duì)地是等電位的,L上的電壓為Vin，記為電感電壓Von Q 關(guān)閉時(shí)，忽略D 的壓降，這時(shí)就一個(gè)節(jié)點(diǎn)就有Vin Voff=Vout 即Voff= Vout-Vin 根據(jù)伏秒定律： Von* ton= Voff* toff 其中：Von=Vin Voff= Vout- Vin ton=D*T Toff=T*(1-D) 代入上式得： Vin* D*T=（Vout- Vin）* T*(1-D) Vin* D=（Vout- Vin）*(1-D) Vin/（Vout- Vin）=(1-D)/D Vin/（Vout- Vin） 1=(1-D)/D 1 通分得：{Vin Vout- Vin }/（Vout- Vin）={(1-D) D}/D D= (Vout- Vin)/ Vout
4BUCK-BOOST變換器的基本原理以及公式推導(dǎo)
Q 導(dǎo)通時(shí)，不記其管壓降，同一個(gè)節(jié)點(diǎn),L上的電壓為Vin， 記為電感電壓Von Q 關(guān)閉時(shí)，忽略D的壓降，電感電壓即輸出電壓，記為Voff= Vout，但是要注意這個(gè)電壓于 輸入電壓極性相反。這也是個(gè)主要特征。 根據(jù)伏秒定律： Von* ton= Voff* toff 其中：Von=Vin Voff= Vout ton=D*T Toff=T*(1-D) 代入上式得： Vin* D*T=Vout* T*(1-D) Vin* D=Vout*(1-D) Vin/ Vout = (1-D)/D Vin/ Vout 1= (1-D)/D 1 通分得： (Vin Vout )/ Vout = {(1-D) D}/D D= Vout/(Vin Vout )
對(duì)于這三個(gè)變換器的占空比與輸入輸出電壓關(guān)系的推導(dǎo)是不是很簡(jiǎn)單啊，其實(shí)對(duì)于各種硬開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變壓器或者儲(chǔ)能電感的設(shè)計(jì)除了掌握工作原理外，計(jì)算不外乎幾個(gè)公式或概念，伏秒平衡、能量守恒、知曉電感加恒定電壓電流線性上升，保證磁性不飽和。上面講到的三種拓?fù)涫请娫吹淖罨就負(fù)?，其他拓?fù)涠际强克鼈冄苌鰜淼耐負(fù)洌热绶醇さ那吧硎莃uck-boost，正激的前身是buck。 搞透了這三個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的原理和公式的來龍去脈，其他硬開關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變換器的計(jì)算完全可以自己推導(dǎo)出來。反正小編就是這樣過來的。
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