1.一种考虑温度效应的本安Buck变换器参数设计方法，Buck变换器包括开关管VT、二极管VD、滤波电感L、输出滤波电容C、C的等效串联电阻RC、负载电阻R，Buck变换器输入电压为Ui，输出电压为Uo，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：给定Buck变换器的电感电流纹波ΔiL、输出纹波电压VPPB以及最小点燃能量WB；

给定工况下Buck变换器的输入电压范围[Ui,min,Ui,max]、负载范围[Rmin,Rmax]、工作温度范围[TC,min,TC,max]、输出电压Uo、工作频率f和等效串联电阻的阻值RC；

步骤2：计算本安Buck变换器的最小电感Lmin和输入电压Ui和RC动态范围内Buck变换器的电容最小值Cmin1，考虑电路其余寄生参数的影响，实际电容最小值Cmin2＝1.2Cmin1；

步骤3：计算工作温度范围内Buck变换器电容C的容量范围和等效串联电阻的阻值范围；

步骤4：根据Buck变换器上述设计参数，计算最大短路放电能量Wmax和最大输出纹波电压VPP,max，若VPP,max

1‑3，直至满足输出本质安全要求，Buck变换器参数设计完成。

2.根据权利要求1所述的一种考虑温度效应的本安Buck变换器参数设计方法，其特征在于，所述输出纹波电压VPPB取Buck变换器的输出电压Uo的2％。

3.根据权利要求1所述的一种考虑温度效应的本安Buck变换器参数设计方法，其特征在于，所述步骤2中Buck变换器的电容最小值Cmin1的设计计算具体为：Buck变换器工作包括CCM和DCM两种模式，CCM模式时短路释放能量是最大的，因此，以CCM模式分析设计Buck变换器的电容参数；

CCM模式Buck变换器输出电压纹波由四部分组成，四部分依次按照时间间隔Δt1、Δt2、Δt3、Δt4划分，第一部分对应的时间为t0～t1，第二部分对应的时间为t1～t2，第三部分对应的时间为t2～t3，第一部分对应的时间为t3～t4；

第一部分：t0时刻，开关管VT开始导通，该阶段电感电流iL1小于负载电流Io，电容为负载放电，该阶段放电电流iC1为

式(1)中，t在t0～t1范围取值，令iC1(t)＝0，得Δt1＝Ui/2Uof。

假设t0＝0，v1(t0)＝0，此时输出纹波电压曲线v1(t)表示为Buck变换器电压增益为：

联立式(1)、(2)和式(3)得t0～t1期间输出纹波电压曲线的表达式v1(t)为令t＝tm1为v1(t)图像的对称轴，由式(4)得：由于Buck变换器在实际设计中参数的不同，tm1存在00、RC>0和f>0不符，该关系不存在，当0

2CRCfD，该关系存在，因此，第一部分有两种输出纹波电压类型；

第二部分：该时间段输出纹波电压曲线表达式v2(t)为：式(6)中，t在t1～t2范围取值，曲线v2(t)的对称轴t＝tm2为tm2＝‑CRC   (7)

由于在Buck变换器的实际设计中满足C>0和RC>0，故tm2始终小于零，第二部分只存在一种输出纹波电压类型；

第三部分：该时间段输出纹波电压曲线的表达式v3(t)为：式(8)中，t在t2～t3范围取值，曲线v3(t)的对称轴tm3为：

与tm1同理，tm3存在0

第四部分：该时间段输出纹波电压曲线的表达式v4(t)为式(10)中，t在t3～t4范围取值，曲线v4(t)的对称轴t＝tm4为tm4＝‑CRC  (11)

tm4始终小于零，第四部分只存在一种输出纹波电压类型；

根据上述第一部分和第三部分四种输出纹波电压类型，得出各类型输出纹波电压解析式：

当0

将CK分别对Ui和RC求偏导可得

由式(17)可知，临界电容CK随着Ui和RC的增大而减小，故可得Ui和RC动态范围内电容最小值Cmin1为

4.根据权利要求3所述的一种考虑温度效应的本安Buck变换器参数设计方法，其特征在于，所述步骤2中Buck变换器的最小电感Lmin的计算具体为：电感的取值由Buck变换器工作模式和电感电流纹波确定，CCM峰值电感电流为ILP1，DCM峰值电感电流为ILP2，谷值电感电流为ILV，电感电流平均值为IL，上述各值分别为，根据式(19)判断，当ILV>0时，Buck变换器工作在CCM模式；当ILV＝0时，Buck变换器工作在DCM模式；负载电流Io随着负载阻值的增大而减小；并且，在负载变化的动态范围内，Buck变换器工作在CCM模式时的短路峰值电流最大；

令ILV＝0，CCM模式与DCM模式的临界电感LC为：由式(20)得出，临界电感LC与RC无关，当电感L＞LC时，Buck变换器工作在CCM模式；当电感L＜LC时，Buck变换器工作在DCM模式；

将LC分别对Ui和R求偏导得

由式(21)得出，LC随着Ui和R的增大而增大；

联立式(20)和式(21)得到在输入电压和负载电阻动态范围内满足供能模式要求的最小电感Lmin1为

设定电感电流纹波指标为ΔiL，由式(7)得满足电感电流纹波要求时的最小电感LP为：将式(23)对Ui求偏导得：

由式(24)得出，LP随着Ui的增大而增大，故得到输入电压和负载电阻动态范围内满足供能模式的电感最小值Lmin2为

对比式(22)和式(25)得满足电流纹波要求和工作模式要求的最小感Lmin为Lmin＝max{Lmin1,Lmin2}   (26)。

5.根据权利要求1所述的一种考虑温度效应的本安Buck变换器参数设计方法，其特征在于，所述步骤3中工作温度范围内Buck变换器电容C的容量范围和等效串联电阻的阻值范围计算具体为：

根据电容C随温度的变化，即电容C的容量随温度的升高而增大，对电容C建立与工作温度TC的模型为：

式(27)中，k1为0℃下任意标量电容值，p1、p2、a1和b1分别为模型参数，其值为p1＝

0.002427，p2＝0.009528，a1＝398.8，b1＝0.0009417；

根据等效串联电阻RC随温度的变化，即等效串联电阻RC随温度的升高而减小，对等效串联电阻RC建立与工作温度TC的模型为：式(28)中模型参数分别为a2＝112.9，b2＝‑0.01707，a3＝7.371，b3＝0.01688；

当给定工况下的温度变化范围[TC,min,TC,max]，和满足变换器指标要求的元器件参数，由式(27)求得C(TC)min即为电容C的最小值Cmin，求得C(TC)max即为电容C的最大值Cmax，由式(28)求得RC(TC)min即为等效串联电阻的阻值RC的最小值RC,min，求得RC(TC)max即为等效串联电阻的阻值RC的最大值RC,max，得出在该温度动态范围内电容C的容量范围和等效串联电阻的阻值范围分别为[Cmin,Cmax]和[RC,min,RC,max]。

6.根据权利要求3所述的一种考虑温度效应的本安Buck变换器参数设计方法，其特征在于，所述步骤4中计算最大短路放电能量Wmax具体为：当Buck变换器的输出端发生短路，截止型输出保护电路立即切断输入，根据Buck变换器的工作原理，电路释放的能量表示为：W＝WL+WC‑WRC   (29)式(29)中，WL和WC分别为变换器短路时刻电感和电容释放的能量，WRC为短路期间RC消耗的能量，由于R＞＞RC，因此WRC忽略不计，所以，最大短路放电能量Wmax近似为式(30)中，ILP,max为峰值电感电流。

7.根据权利要求6所述的一种考虑温度效应的本安Buck变换器参数设计方法，其特征在于，所述步骤4中计算最大输出纹波电压VPP,max具体为：将VPP1分别对R、Ui、C和RC求偏导得：由式(31)得出，输出纹波电压随着Ui和RC的增大而增大，随着R和C的增大而减小，又由于电容C随温度TC的升高而增大，RC随温度TC的升高而减小，故得出在工况温度动态范围内，最大输出纹波电压VPP,max为

8.根据权利要求1所述的一种考虑温度效应的本安Buck变换器参数设计方法，其特征在于，所述最小点燃能量WB为：

式(33)中，WB为最小点燃能量，CB为最小点燃电压U对应的电容，为确保变换器输出满足本质安全要求，U满足U＝KUo，K为安全系数，K＝1.5。