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只要5分鐘,掌握DCDC 電感選型與計(jì)算

發(fā)布日期:2024-05-09 點(diǎn)擊次數(shù):440

電感是電源電路中一個(gè)重要的組成部分,電感的位置可以幫助我們?cè)趶?fù)雜的電路中,一眼鎖定電源部分所在的位置。本文就來(lái)淺析一下在DCDC電路中如何去選擇適當(dāng)?shù)碾姼屑捌鋮?shù)。

1. 電感的分類

DCDC電路中常用的電感大致可以分為以下兩種:

2. 電源中電感的功能

以基本的buck電路為例(后續(xù)計(jì)算都建立在buck電路的基礎(chǔ)上),電感在電路中主要起以下兩個(gè)作用:

(a)儲(chǔ)能:作為一個(gè)儲(chǔ)能元件,在Q1導(dǎo)通時(shí),L和Cout儲(chǔ)存能量,保證在Q1關(guān)斷,Q2導(dǎo)通時(shí)的供電,形成續(xù)流回路。

(b)平滑輸出電流:由于電感有阻礙電流變化的特性,L和Cout組成二階濾波系統(tǒng),平滑輸出電流。

3. 電感感值的計(jì)算

根據(jù)電感兩端電壓和電流的關(guān)系可做如下推導(dǎo):

由如上式子可知,電感值的大小會(huì)影響輸出電流的紋波大小,增大感值可以減小電流紋波。通常,期望

故,通過(guò)帶入最大帶載電流和最大輸入電壓,便可倒推出最小的電感值。

4. 其他電感參數(shù)考慮

除了要考慮電感感值之外,還需要注意電感的飽和電流和DCR。電感飽和后,其磁導(dǎo)率u會(huì)大大下降,導(dǎo)致電感量的下降,最后電感失去抑制電流突變的能力。飽和后的電感電流波形會(huì)出現(xiàn)明顯的畸變,出現(xiàn)溫升異?;蛘呙黠@嘯叫的現(xiàn)象。

通過(guò)電感波形可以得到電感需承受的峰值電流的算式:

成品電感的規(guī)格上都會(huì)標(biāo)注它的飽和電流,選擇電感時(shí)要注意選擇飽和電流大于IL_peak的電感。

DCR(Direct Current Resistance)指的是電感的直流電阻,對(duì)于相同尺寸大小的電感器,其直流電阻通常會(huì)呈現(xiàn)以下特點(diǎn):如果電感值較高,則直流電阻值較高;如果電感值較低,則直流電阻值較低。DCR的大小與電感的發(fā)熱損耗息息相關(guān),所以在選擇電感時(shí)一般期望DCR盡可能地小,來(lái)提升效率。