• 正文
    • 01 / 背景簡述 /
    • 02?/ 線性模型 /
    • 03?/ 均方根模型 /
    • 04?/ 總結,線性模型與均方根模型的區(qū)別 /
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BUCK電路輸出紋波電壓的均方根模型

03/04 14:55
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01 / 背景簡述 /

前文,[?BUCK電路輸出紋波電壓的線性模型?]分析了BUCK電路輸出紋波電壓的線性模型,是最簡單的用于在設計階段評估BUCK電路輸出端紋波電壓大小的方法。這是第一種分析計算模型。

前文,[?BUCK電路輸出紋波電壓的阻抗模型?] 分析了BUCK電路輸出紋波電壓的阻抗模型,這是第二種分析計算模型。

此文,分析BUCK電路輸出紋波電壓的均方根模型,這是第三種分析計算模型。

02?/ 線性模型 /

前文[?BUCK電路輸出端的ESL感性紋波電壓?] [?BUCK電路輸出端的ESR阻性紋波電壓?] [?BUCK電路輸出端的COUT容性紋波電壓?]中,已經分別推導出了ESL、ESR、COUT三個參數引起的輸出紋波電壓分量,如下所示:因為輸出電容ESL紋波電壓 ?V_(COUT,ESL) 較小,通常可以忽略。所以,上述輸出紋波電壓公式可以簡化為:

其中,C_OUT 是輸出電容[F],ESR_COUT 是輸出電容的等效串聯電阻參數[Ω],F_SW 是開關頻率[Hz],I_OUT 是負載電流[A],D 是降壓電路占空比[無量綱]。

這就是各種資料中常見的BUCK電路輸出紋波電壓線性模型的計算公式,如LMR10515規(guī)格書:

圖3.41 LMR10515規(guī)格書

03?/ 均方根模型 /

根據均方根的計算方法,對于兩個分量a和b,它們的均方根值為 √(a^2+b^2 ) 。

由前述內容知道,?V_(COUT,ESR) 和 ?V_(COUT,C) 分別是計算公式(3.192)和(3.193)。

所以,將公式(3.192)和(3.193)代入 √(a^2+b^2 ) 可得:

這就是BUCK電路輸出紋波電壓的均方根模型(RMS model)。

04?/ 總結,線性模型與均方根模型的區(qū)別 /

線性模型簡單地將ESR紋波電壓分量 ?V_(COUT,ESR) 和輸出電容紋波電壓分量 ?V_(COUT,C) 二者相加得到,沒有考慮這兩個分量之間的相位差,而實際上,這兩個分量之間是存在相位差的。

在電學中,當多個不同相位的交流分量合成時,更精確的計算方法應該使用均方根,該模型通過這種計算方式,實際上考慮到了電阻紋波電壓分量和電容紋波電壓分量之間的相位差。

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