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DCDC电感选型与计算
文章来源:永阜康科技 更新时间:2024/5/7 10:30:00
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电感是电源电路中一个重要的组成部分,电感的位置可以帮助我们在复杂的电路中,一眼锁定电源部分所在的位置。本文就来浅析一下在DCDC电路中如何去选择适当的电感及其参数。欢迎指正与补充。

1. 电感的分类

DCDC电路中常用的电感大致可以分为以下两种:

2. 电源中电感的功能

以基本的buck电路为例(后续计算都建立在buck电路的基础上),电感在电路中主要起以下两个作用:
(a)储能:作为一个储能元件,在Q1导通时,L和Cout储存能量,保证在Q1关断,Q2导通时的供电,形成续流回路。
(b)平滑输出电流:由于电感有阻碍电流变化的特性,L和Cout组成二阶滤波系统,平滑输出电流。

3. 电感感值的计算

根据电感两端电压和电流的关系可做如下推导:


由如上式子可知,电感值的大小会影响输出电流的纹波大小,增大感值可以减小电流纹波。通常,期望


故,通过带入最大带载电流和最大输入电压,便可倒推出最小的电感值。

4. 其他电感参数考虑

除了要考虑电感感值之外,还需要注意电感的饱和电流和DCR。电感饱和后,其磁导率u会大大下降,导致电感量的下降,最后电感失去抑制电流突变的能力。饱和后的电感电流波形会出现明显的畸变,出现温升异常或者明显啸叫的现象。

通过电感波形可以得到电感需承受的峰值电流的算式:


成品电感的规格上都会标注它的饱和电流,选择电感时要注意选择饱和电流大于IL_peak的电感。

DCR(Direct Current Resistance)指的是电感的直流电阻,对于相同尺寸大小的电感器,其直流电阻通常会呈现以下特点:如果电感值较高,则直流电阻值较高;如果电感值较低,则直流电阻值较低。DCR的大小与电感的发热损耗息息相关,所以在选择电感时一般期望DCR尽可能地小,来提升效率。

 
 
 
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