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DC/DC

DC/DC转换器的电感和电容器的选定

电感的选定

在设计降压型DC/DC转换器时,电感的选择很重要。性能或特性视其选择而有极大的影响。电感的选择步骤或电感值等的计算方法基本上标示于利用电源IC的技术规格。

电感的选定步骤

首先,介绍电感选定的步骤。

1)计算必要的电感值L

2)计算流向电感的最大电流(输出电流+1/2纹波电流)

3)根据已计算的L值(或近似)选择已计算电感饱和电流的最大电流以上的电感
     ※在短路或瞬态状态下计算出可能会流出的最大值以上的电流,
        因此有以最大开关电流为基础来选择的方法

 

基本上根据计算并考虑余量后做决定。余量的求取法基于公司的设计规则或经验法则。

1)电感值的计算
首先,根据以下公式计算电感值。

2)电感最大电流的计算
接着,根据以下公式计算电感的最大电流。

从公式和电流波形可知,ILPEAK值为ΔIL的1/2加IOUT的值。
根据已计算的电感值和电感的最大电流选择近似的电感值且饱和电流在最大电流以上的电感。以下为选择例。

电感的选定例

   条件:VIN = 12V 、VOUT = 3.3V、IOUT = 2A、r = 0.3、f SW = 380kHz

根据上述结果,饱和电流2.3A以上的10μH电感成为出发点。之所以称为出发点,是因为此计算非绝对性,在考虑短路或瞬态状态的情况等有可能必须变更。

使电感值变化的电感电流

在这里,为加深对电感工作的理解,进一步说明电感值变化时电感电流如何变化的情形。下图表示在相同工作条件下将电感值设为0.4μH、1μH、2.2μH时ILPEAK

从公式也可得知,当电感值L变小时,ILPEAK会増加,可以获得许多直流叠加电流。不过,通过ILPEAK増加,有必要容许更多的直流叠加电流。而电感值变大时则相反,必须探讨相位补偿的相关事宜。

关键要点:

・在DC/DC转换器的设计上,电感的选定非常重要。

・必须理解电路工作、电流路径、电感和输出电流的关系。