boost升压电路参数选型设计

己知参数：

输入电压： 12V Vin

占空比： don

输出电压： 36V Vout

输出额定功率： 150W Pmon

输出最大功率： 200W Pmax

输出最小功率： 50W Pmin

升压二极管压降：1V Vd

工作频率： 100KHZ f

设效率为： 88%　　η

稳定工作时，第个开关周期导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减小。

即：

(Vi*don)/(f*L)=[(Vout+Vd-Vi)*(1-don)]/(f*L) (1)

整理得：

Don=(Vout+Vd-Vi)/(Vout+Vd) (2)

don≈0.6756756757

don取0.68

设每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感量。

电感量L：

L=(Vin∧2*don*Vout*η)/[2*f*Pout(Vout-Vin*η)] (3)

式中L为H

当输出功率Pout为50W时

参数带入：

L≈12.1938μH

L取12μH

dIL= Vi*Ton/L

dIL=0.2IL_ avg=0.2Iin

Iin=Vo*Io/Vi

IL_avg = Iin

IL_peak = 1.1Iin

IL_rms = ILavg*(1+0.22/12)0.5

L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%(可根据应用改变)

dIL—电感纹波电流峰峰值

IL_avg—电感电流平均值

IL_peak—电感峰值电流

IL_rms—电感电流有效值

Id_peak = 1.1Iin

Vrd = Vo

Id_peak—续流二极管峰值电流

Vrd—续流二级管反向耐压(Ton期间)

Isw_peak = 1.1Iin

Vsw = Vo

Isw_peak—开关管峰值电流

Vsw_peak—开关管耐压(Toff期间)

Icin_rms = dIL/120.5

Ico_rms = [Io2D+(Iin-Io)2(1-D)]0.5

电容选取：耐压、纹波电流、电容量

Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值

Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值

1)采用磁芯PQ3230，其Ae=161mm2 ，取Bmax=0.23T，

2)匝数N：

N=(L*Ipmax)/(Bmax*Ae) (4)

式中L为μH ，Ae为mm2 ， Bmax为T，Ipmax为输出最大功率时的峰值电流A

3)当输出(Pout)为最大值(Pmax)时峰值电流(Ipmax)为：

Ipmax=(2*Pout*L*f+Vin∧2*don*η)/(2*Vin*f*L*η) (5)

式中L为H

参数带入：

Ipmax≈22.3393939A

Ipmax取22.34A

4)输出功率最大(Pmax)，当MOS管导通时的电感电流Ion为：

Ion=(2*Pout-Ip*Vin*η)/(Vin*η) (6)

参数带入：

Ion≈15.53878788A

5)验正(3)(5)(6)式的正确性：

因电感的取值是在输出功率为最小值(Pmin为50W)时，MOS管导通时的电感电流等于输出电流(Pmin/Vout)。

参数带入(5)式：

Ip=8.13484848A

Ip取8.13A

参数带入(6)式：

Ion≈1.339697A

Pmin/Vout≈1.388889A

1.339697A ≈1.388889A

(3)(5)(6)式正确。因don，L，Ip等都是取的近似值所以结果也只能是近似值。

6)将Ipmax带入(4)式：

N≈7.2395

N取7.5圈

7)当N为7.5圈L为12μH时PQ3230的磁饱和电流Is为：

Is=(N*Bs*Ae)/L (7)

参数带入：

Is=36.225A

100℃时PQ3230的饱和磁密Bs为0.36T。

8)气隙lg的计算：

lg=4πAe[(Np∧2)/(Lp*1000)-1/AL] (8)

式中Ae为平方厘米，Lp为微亨，AL为nH/N∧2

AL=5140

参数带入：

lg≈0.0909厘米≈0.9mm

1)极限状态下电感电流的最大有效值为：

Imax-rms=(Pmax*don)/(vin*η)+Pmax/Vout (9)

参数带入：

Imax-rms≈18.434343

Imax-rms取18A

2)线径取300圆密尔每安培

18*300=5400圆密尔=3.483864mm∧2

采用线径为0.2mm的铜线110根