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如何抉择DCDC降压型开关电源的电感呢?
时间:2024-02-04 新闻资讯

  (step-down converter),是一种开关模式稳压器(voltage regulat),可以轻松又有效地将较高的直流输入电压转换为较低的直流输出电压。我们将使用 LTs

  图 1 中显示的 LTspice 原理图将使我们也可以仿真降压转换器的功率级。要成为一个完整的转换器,我们应该添加一个反馈控制回路来调节电压。

  VIN:同样地,我们一般期望开关调节器能够容忍一些范围的输入电压,所以如果您的 VIN 不是固定的,您可以再一次进行选择范围中间的某个值。

  fS(开关频率):在计算电感值之前,您一定要考虑开关频率。200 kHz 到 2 MHz 之间的某个值是一个合理的起点。

  ΔIL:这表示电感电流纹波,即开关元件的通断动作引起的电感电流上下变化,如图 2 所示。

  为了响应开关元件的开/关动作,降压转换器中的电感电流上下波动,超出和低于负载电流(即电感电流的平均值)。这些偏差的大小用电感电流纹波(ΔIL)来表示。

  如果我们将电流纹波(CR/ current ripple)表示为预期负载电流的百分比,建议的CR规范为30%。这在某种程度上预示着最大电感电流比预期负载电流高15%,最小电感电流比预期负载电流低15%。

  你可能会看到“最大负载电流(maximum loadcurrent)”或“满负载电流(full load current)”这样的术语,而不是“预期负载电流”。在设定ΔIL目标时,我们不会考虑异常高的瞬态电流。

  让我们通过一个具体的例子来说明如何计算电感。我们将在LTspice 电路中更改各种参数,以便我们真正做一些新的事情。

  假设我们的目标是接受一个相当高的系统电压,并生成适用于低功率混合电源轨。我们假设我们的名义输入电压为24 V,期望的输出电压为3.3 V,预期负载电流为70 mA。

  对于这种类型的应用,首选开关稳压器,因为如此大的压差会导致线性稳压器过热。

  因为我们将为一些模拟电路供电,因此,我们想减少输出电压的纹波。此外,我们将选择更高的开关频率-比如说1.5 MHz-因为更高的开关频率有助于减少输出纹波。

  我们还要选择一个初始占空比。为此,我们大家可以使用电路在指定的输入和输出电压下所需的最大占空比,并计算最大占空比如下:

  另外,请注意我已经用电流源ILOAD 替换了负载电阻。这确保了负载电流无论输出电压如何都将保持为70mA。

  Buck稳压器功率级仿线显示了我们的新降压转换器的电感电流、负载电流和输出电压: