開關電源電感器選用的解決方案
發布時間:2013-08-24 責任編輯:colin
本文將闡明為非隔離式開關電源(SMPS)選用電感器的基本要點。所舉實例適合超薄型表麵貼裝設計的應用,像電壓調節模塊(VRM)和負載點(POL)型電源,但不包括基於更大底板的係統。
圖1所示為一個降壓拓撲結構電源的架構,該構架廣泛應用於輸出電壓小於輸入電壓的係統。在典型的降壓拓撲結構電路中,當開關(Q1)閉合時,電流開始通過這個開關流向輸出端,並以某一速率穩步增大,增加速率取決於電路電感。根據楞次定律,di=E*dt/L,流過電感器的電流所發生的變化量等於電壓乘以時間變化量,再除以這個電感值。由於流過負載電阻RL的電流穩定增加,輸出電壓成正比增大。

在達到預定的電壓或電流限值時,控製集成電路將開關斷開,從而使電感周圍的磁場衰減,並使偏置二極管D1zhengxiangdaotong,congerjixuxiangshuchudianlugonggeidianliu,zhizhikaiguanzaidujietong。zheyixunhuanfanfujinxing,erkaiguandecishuyoukongzhijichengdianlulaiqueding,bingjiangshuchudianyatiaokongzaiyaoqiudedianyazhishang。tu2所示為在若幹個開關循環周期內,流過電感器和其它降壓拓撲電路元件上的電壓和電流波形。

電dian感gan值zhi對dui於yu在zai開kai關guan斷duan開kai期qi間jian保bao持chi流liu向xiang負fu載zai的de電dian流liu很hen關guan鍵jian。所suo以yi必bi須xu算suan出chu保bao持chi降jiang壓ya變bian換huan器qi輸shu出chu電dian流liu所suo必bi需xu的de最zui小xiao電dian感gan值zhi,以yi確que保bao在zai輸shu出chu電dian壓ya和he輸shu入ru電dian流liu處chu於yu最zui差cha條tiao件jian下xia,仍reng能neng夠gou為wei負fu載zai供gong應ying足zu夠gou的de電dian流liu。為wei確que定ding最zui小xiao的de電dian感gan值zhi,需xu要yao知zhi道dao如ru下xia信xin息xi:
·輸入電壓範圍
·輸出電壓及其規定範圍
·工作頻率(開關頻率)
·電感器紋波電流
·運行模式:連續運行模式還是非連續運行模式
下列公式用於計算降壓變換器所需的電感值。L1=Vo(1-Vo/(Vin-Von))/(f*dI)
連續運行模式下:dI < 1/2I
為(wei)了(le)算(suan)出(chu)適(shi)用(yong)於(yu)電(dian)源(yuan)整(zheng)個(ge)運(yun)行(xing)條(tiao)件(jian)的(de)最(zui)小(xiao)電(dian)感(gan)值(zhi),對(dui)參(can)數(shu)值(zhi)的(de)選(xuan)擇(ze)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)保(bao)證(zheng)在(zai)各(ge)項(xiang)參(can)數(shu)處(chu)於(yu)最(zui)不(bu)利(li)組(zu)合(he)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia),所(suo)選(xuan)擇(ze)的(de)這(zhe)一(yi)電(dian)感(gan)值(zhi)仍(reng)能(neng)將(jiang)紋(wen)波(bo)電(dian)流(liu)保(bao)持(chi)在(zai)特(te)定(ding)的(de)數(shu)值(zhi)範(fan)圍(wei)內(nei)。而(er)針(zhen)對(dui)降(jiang)壓(ya)型(xing)電(dian)源(yuan),其(qi)最(zui)不(bu)利(li)組(zu)合(he)條(tiao)件(jian)為(wei):shurudianyahepinlvjunchuyugezidezuidishuzhishi。ciwai,haiyaojiangshuchudianyayequweiqizuixiaoguidingzhi,yiquedingnenggoubaochizhengchangtiaojiegongnengsuoxudezuididianganzhi。shejizhekeyianzhaozijisuoxiguandefangshi,duizhexieshuzhijinxingkongzhi,yidadaozuichatiaojianchenglidezhuangtai。
按照表1中所列出的數據,最小電感值計算如下:
L1(min)=Vo(min)(1-Vo(min)/(Vin(min)-Von))/(f(min)·dI)
L1(min)=4.95V(1-4.95V/(20V-0.7V))/(693,000Hz * 0.5A)
L1(min)=10.6mh

因此,在這一具體應用中,電感器的電感值至少為10.6 mh,而其電流額定值也要在最低的20安(an)培(pei)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)之(zhi)上(shang),並(bing)保(bao)持(chi)足(zu)夠(gou)的(de)安(an)全(quan)係(xi)數(shu)。而(er)如(ru)果(guo)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)電(dian)感(gan)值(zhi)低(di)於(yu)此(ci)最(zui)小(xiao)值(zhi)的(de)電(dian)感(gan)器(qi),就(jiu)將(jiang)導(dao)致(zhi)降(jiang)壓(ya)變(bian)換(huan)器(qi)可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)在(zai)最(zui)大(da)電(dian)流(liu)下(xia)將(jiang)其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)保(bao)持(chi)在(zai)規(gui)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)。
將電感值確定以後,實際電感器的設計必須符合相關電氣標準、係xi統tong尺chi寸cun和he安an裝zhuang方fang式shi等deng限xian製zhi。許xu多duo磁ci性xing元yuan件jian供gong應ying商shang均jun提ti供gong各ge種zhong型xing號hao的de標biao準zhun產chan品pin,可ke滿man足zu絕jue大da多duo數shu的de設she計ji標biao準zhun要yao求qiu。但dan是shi,在zai設she計ji中zhong采cai用yong現xian貨huo供gong應ying的de標biao準zhun產chan品pin,有you可ke能neng導dao致zhi電dian感gan器qi的de性xing能neng和he尺chi寸cun方fang麵mian有you所suo不bu足zu,並bing可ke能neng最zui終zhong對dui產chan品pin的de銷xiao售shou造zao成cheng不bu利li影ying響xiang。而er幸xing運yun的de是shi,包bao括kuo泰tai科ke電dian子ziCoEv 磁性組件部在內的一些供應商,能夠提供必要的定製工程設計支持, 以滿足將特定電感值、電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)和(he)外(wai)形(xing)限(xian)製(zhi)要(yao)求(qiu)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)款(kuan)完(wan)全(quan)成(cheng)熟(shu)的(de)產(chan)品(pin)上(shang),促(cu)進(jin)設(she)計(ji)的(de)最(zui)優(you)化(hua)。充(chong)分(fen)利(li)用(yong)了(le)業(ye)界(jie)的(de)專(zhuan)業(ye)技(ji)術(shu),從(cong)而(er)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)縮(suo)短(duan)了(le)設(she)計(ji)和(he)測(ce)試(shi)的(de)時(shi)間(jian),加(jia)速(su)產(chan)品(pin)的(de)上(shang)市(shi)。
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 創新不止,創芯不已:第六屆ICDIA創芯展8月南京盛大啟幕!
- AI時代,為什麼存儲基礎設施的可靠性決定數據中心的經濟效益
- 矽典微ONELAB開發係列:為毫米波算法開發者打造的全棧工具鏈
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall



