周五了周五了,周末還會(huì)遠(yuǎn)嗎?
前面已經(jīng)介紹了BUCK電路的輸入電容、輸出電容的選型要點(diǎn):
開關(guān)電源(3)-BUCK之輸出電容的選型 (這里寫錯(cuò)了,應(yīng)該是輸入電容)
今天是BUCK電路外圍器件選型的第三篇文章,著重介紹一下電感的選型方法。主要包括以下幾點(diǎn):
①電感材料的選擇
②感值的選擇
③電感電流的選擇
④自諧振頻率SRF的選擇
⑤電感阻抗DCR的選擇
1、電感材料的選擇
首先選擇功率電感,其具有更好的通流能力;
其次是選用帶磁罩屏蔽或一體成型的繞線電感,這種屏蔽性能好;
最后是結(jié)合PCB設(shè)計(jì)實(shí)際情況,選擇尺寸合適的電感;
圖:電感的分類
2、感值的選擇
以BUCK電路為例,電感值的計(jì)算公式如下:
其中占空比
電感紋波
r為電流紋波比,一般取0.3~0.4.
將其帶入公式最終得到
考慮到實(shí)際的設(shè)計(jì)誤差,這個(gè)感值通常在放大1.25倍,即L=L*1.25進(jìn)行實(shí)際選型。
備注1:衡量輸入電壓Vin時(shí),要明確IC的工作模式。
全電壓范圍工作在CCM,用最大輸入電壓計(jì)算,紋波小,噪聲好濾除,效率低。
全電壓范圍工作在DCM,最小輸入電壓計(jì)算,紋波大,噪聲頻譜分散,不好濾除,效率高。
備注2:電流紋波比的概念
電流紋波比指的是電感的交流紋波與直流分量的比值,即
1、 負(fù)載電流(平均電流):
2、 電流紋波△I與交流分量的關(guān)系:
3、峰值電流Ip與Iac,Idc的關(guān)系:
3、電流的選擇
電流的選擇記住三個(gè)重要原則:
原則1:峰值電流Ipeak不能超過電感的飽和電流Isat;
原則2:輸出電流Io不能超過溫升電流Itemp;
原則3:飽和電流和溫升電流兩者中的最小者的80%大于DC-DC電源所需要的電流Io;
4、自諧振頻率SRF的選擇
重要原則:電感的自諧振頻率要是DC-DC電源芯片開關(guān)頻率fsw的10倍以上。
①當(dāng)頻率<f0時(shí),電感感值會(huì)長期穩(wěn)定在額定感值;
②當(dāng)頻率在f0附近時(shí),電感感值會(huì)大于額定感值;
③當(dāng)頻率>f0時(shí),電感感值會(huì)急劇下降,甚至變?yōu)樵瓉淼?/span>1/100或者更小。
而在開關(guān)電源應(yīng)用中,一旦開關(guān)頻率fsw貼近或者超過電感自諧振頻率f0,電感感值會(huì)增大或者變得非常小,甚至?xí)嗜菪?,電路設(shè)計(jì)偏離原有設(shè)計(jì)邏輯。
5、電感阻抗DCR的選擇
Rdc越小,鐵芯損耗越小,發(fā)熱量越小。
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