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際電路設(shè)計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：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)，MPQ4420A-DJ-A(汽車級)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)紋波電流增大的時候，即使在ESR保持不變的情況下，漣波電壓也會成倍提高。換言之，當(dāng)紋波電壓增大時，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，因此低頻時紋波電流也比較低。所以，對于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c。ESR的要求則高一點，因為這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電容會引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時會導(dǎo)致成本的增加。板卡設(shè)計中，這里一般有一個參考值，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IQ,lOOuF的電容，則會發(fā)現(xiàn)紋波電壓進(jìn)一步減小。一方面是電容在開關(guān)頻率點的阻抗通過并聯(lián)進(jìn)一步減小，另一方面，ESR其實也是等效于并聯(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。所以其實我們設(shè)計的時候，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，還需要考慮電感值最差的情況，對紋波開展評估。第五部分電感降額電感元件的熱點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為額定熱點溫度。2)只適用于扼流圈。按照我們的設(shè)計需求，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選擇小的那個作