開關(guān)電源電感器的選擇

開關(guān)電源電感器的選擇第四部分實(shí)際電路設(shè)計(jì)BUCK型開關(guān)電源規(guī)格需求：5VO~24VO-1V?5Vo輸出電流：2A電源控制器備選型號(hào)：MP4420A(A表示：CCM模式，H表示：輕載降頻模式)PIN2PIN兼容：MPQ4420A-DJ(工業(yè)級(jí))，MPQ4420A-DJ-A(汽車級(jí))廠家：MPS電源輸出：3.3V電源范圍要求：5%電源紋波要求：2%0.066V開關(guān)頻率：410kHz(320?500kHz)占空比:12V轉(zhuǎn)3V3：27.5%我們選定10uH電感之后，即確定了紋波電流：紋波電流=(12V-3.3V)*0.275/(0.00001*320000)=0.75A我們選定的陶瓷電容的ESR：含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。它們和ESR之間的關(guān)系密切，可以用下面的式子表示：Urms=IrmsXR式中，Urms表示紋波電壓Irms表示紋波電流R表示電容的ESRo由上可見，當(dāng)紋波電流增大的時(shí)候，即使在ESR保持不變的情況下，漣波電壓也會(huì)成倍提高。換言之，當(dāng)紋波電壓增大時(shí)，紋波電流也隨之增大，這也是要求電容具備更低ESR值的原因。疊參加紋波電流后，由于電容內(nèi)部的等效串連電阻（ESR）引起發(fā)熱，從而影響到電容器的使用壽命。一般的，紋波電流與頻率成正比，因此低頻時(shí)紋波電流也比較低。所以，對(duì)于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c(diǎn)。ESR的要求則高一點(diǎn)，因?yàn)檫@里要保證的是足夠的電流通過量。但這里要注意的是ESR并不是越低越好,低ESR電容會(huì)引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時(shí)會(huì)導(dǎo)致成本的增加。板卡設(shè)計(jì)中，這里一般有一個(gè)參考值，此作為元件選用參數(shù)，防止消振電路而導(dǎo)致成本的增加。我們把ESR設(shè)置為1歐姆：我們把ESR設(shè)置為10mQ：幅度明顯減小如果我們用2個(gè)IQ,lOOuF的電容，則會(huì)發(fā)現(xiàn)紋波電壓進(jìn)一步減小。一方面是電容在開關(guān)頻率點(diǎn)的阻抗通過并聯(lián)進(jìn)一步減小，另一方面，ESR其實(shí)也是等效于并聯(lián)。本質(zhì)是ESR與電容串聯(lián)后并聯(lián)，導(dǎo)致輸出電容在開關(guān)頻率點(diǎn)上的阻抗明顯減小。ESR、電容的串并聯(lián)公式等同于電阻的串并聯(lián)公式。根據(jù)陶瓷電容的datasheet在410kHz附近，其ESR大約是2mQ所以紋波電壓=0.75A*2mQ=l.5mV遠(yuǎn)小于66mV的紋波要求。所以其實(shí)我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候，考慮到電感值的精度范圍、溫度漂移。所以，根據(jù)我們的成本、PCB空間的要求，還可以適當(dāng)減小我們電感值的大小。但是，減小時(shí)，還需要考慮電感值最差的情況，對(duì)紋波開展評(píng)估。第五部分電感降額電感元件的熱點(diǎn)溫度額定值與線圈線組的絕緣性能、工作電流、瞬態(tài)初始電流及介質(zhì)耐壓有關(guān)。注:1)THS為額定熱點(diǎn)溫度。2)只適用于扼流圈。按照我們的設(shè)計(jì)需求，如果我們的瞬態(tài)電流為2A,則需要額定電流為2A/0.9=2.22A,我們需要選擇額定電流在2.5A~3A的電感作為輸出。Isat和Irms選擇小的那個(gè)作