怎么為DC-DC電路設(shè)計中對電感的選型 2018-07-25

DC-DC電路設(shè)計中對電感的選型為工程師們帶來許多挑戰(zhàn)，不僅要選擇電感值，還要考慮電感可承受的電流，繞組的電阻，機械尺寸等。因此只有充分理解電感在電路中的作用才能更優(yōu)的設(shè)計DC-DC電路。

DC-DC電感選型主要參考參數(shù):

電感量L：

L越大，儲能能力越強，紋波越小，所需的濾波電容也就小。但是L越大，通常要求電感尺寸也會變大。

自諧頻率f0：

由于電感中存在寄生電容，使得電感存在一個自諧振頻率。超過此F0是，電感表現(xiàn)為電容效應(yīng)，低于此F0，電感才表現(xiàn)為電感效應(yīng)。（阻抗隨頻率增大而增加）

內(nèi)阻DCR：

指電感的直流阻抗。該內(nèi)阻造成I2R的能量損耗，造成DC-DC降低效率，同時也是導(dǎo)致電感發(fā)熱的主要原因。  

飽和電流Isat：

通常指電感量下降30%時對應(yīng)的DC電流值。

溫升電流Irms：

通常指是電感表面溫度上升到40度時的等效電流值。

DC-DC電感選型步驟

根據(jù)DC-DC的輸入輸出特性計算所需的最小電感量。(注：對于電感量的計算，各DC-DC 芯片手冊上有明確的計算方法，請以手冊為準(zhǔn)，以下公式只是個舉例說明)

對于Buck型DC-DC，計算公式如下：

Lmin=【Vout*（1-Vout/Vinmax）】/Fsw*Irpp

其中：

Vinmax = maximum input voltage

Vout = output voltage  

Fsw = switching frequency

Irpp = inductor peak-to-peak ripple current         

通常將Irpp控制在50%的輸出額定電流Irate。則上述公式變化如下：

Lmin=2*【Vout*（1-Vout/Vinmax）】/Fsw*Irate

對于Boost型DC-DC的Lmin電感計算公式如下： 

Lmin=2*【Vinmax*（1-Vinmax/Vout）】/Fsw*Irate

根據(jù)電感的精度，計算出有一定裕量的電感值。例如：對于20%精度的電感，考慮到5%的設(shè)計裕量。則DC-DC所需的電感為L=1.25*Lmin          

確定我們所需的電感為比計算出的電感L稍大的標(biāo)稱電感。例如：Buck型DC-DC電路設(shè)計，其輸入為電池Vinmax=4.2V，開關(guān)頻率Fsw=1.2MHZ，輸出電流Irate=500mA，輸出電源Vout=1.2V。

則其DC-DC所需的電感：

Lmin= [2*1.2*（1-1.2/4.2）]/(1.2*0.5)μH=2.85μH

L=2.86μH*1.25=3.57μH

L=2.86μH*1.25=3.57μH

距離3.57uH最近的一個標(biāo)稱電感為4.7uH，所以DC-DC外部電感選用4.7uH電感。

在給定的的標(biāo)稱電感下，考慮以下限制因素最終決定電感的選型：

1、電感自諧頻率f0需10倍于開關(guān)頻率Fsw以上；

2、飽和電流Isat和有效電流Irms中較低的一個需是DC-DC額定電流輸Irate的1.3倍以上；

3、DCR越低越好；

4、帶屏蔽的電感比不帶屏蔽的電感好。（改善EMI）   

另外，電感的成本和體積也是需要權(quán)衡的。深圳市科達(dá)嘉電子有限公司一如既往致力于材料、新產(chǎn)品的研發(fā)，通過不斷的技術(shù)突破創(chuàng)新，針對市場各類DC-DC轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計方案，開發(fā)出眾多高品質(zhì)的電感器，協(xié)助您創(chuàng)造更高的市場價值！

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