圖2-1 Buck/正激電路
Buck電路(或正激)一般選擇CCM工作模式這時輸出紋波的分析就比較簡單了,首先假設ESR=0的情況,見下圖
圖2-2 Buck輸出電壓紋波(ESR=0)
CCM模式下的電流波形是三角波,峰值為0.5*Io*r,周期t=0.5T,求三角形面積(電荷量)q=0.5*0.5*Io*r*0.5T=Io*r/(8*f)得輸出紋波△V=q/Co=Io*f/(8*f*Co) (r電流紋波率)。
輸出紋波與輸入電壓的關系如下:
圖2-3 Buck輸出紋波與輸入電壓(ESR=0)
其次ESR電阻不為零的情況
ESR電阻產生的紋波為△Vpp=Io*r*ESR,設與電容紋波△V= Io*f/(8*f*Co)相等近似為臨界條件
可知當前參數下臨界Gesr=ESR*Co=1/(8*fo)=1.25*10^-6,如果輸出為電解電容Gesr=60*10^-6則臨界開關頻率為2kHz左右,當前100kHz開關頻率下臨界ESR=1/(8*f*Co)=0.0125(Co=100uF),下圖為ESR=0.04時的波形圖。
圖2-2 Buck輸出電壓紋波
考慮ESR后的輸出紋波與輸入電壓關系如下:
圖2-3 Buck輸出紋波與電壓的關系(考慮ESR)
正激電路的輸出電流是連續的,紋波△I=Io*r比較小所以產生的紋波電壓也較小所需電容也小,前面分析的反激輸出電流是斷續的,紋波△I=Ipk比較大所以產生的紋波電壓也較大所需電容也大。