電源寶典:破解BUCK電感計算的“玲瓏迷局”
發布時間:2015-04-22 責任編輯:echolady
【導讀】一些設計工程師肯定會遇到這樣的情況,設計BUCK電dian路lu時shi,使shi用yong兩liang種zhong經jing驗yan公gong式shi進jin行xing計ji算suan時shi很hen有you可ke能neng得de出chu的de結jie果guo卻que截jie然ran不bu同tong。這zhe並bing非fei公gong式shi問wen題ti,人ren們men對dui於yu公gong式shi的de理li解jie的de不bu同tong往wang往wang也ye導dao致zhi結jie果guo不bu同tong。
BUCK電感工作在單向磁化狀態,磁芯一般有三大類:工字型磁芯、帶氣隙的EI磁芯、低u磁環。這三種磁性材料有一個共的特點,就是不容易產生磁飽和。BUCK電dian感gan發fa生sheng磁ci飽bao和he是shi很hen危wei險xian的de,磁ci飽bao和he狀zhuang態tai下xia,磁ci芯xin的de磁ci導dao率lv迅xun速su下xia降jiang,電dian感gan量liang將jiang成cheng比bi例li下xia降jiang,瞬shun間jian流liu過guo很hen大da的de電dian流liu,可ke導dao致zhi輸shu出chu電dian壓ya升sheng高gao。好hao在zaiDC-DC擁yong有you靈ling敏min的de電dian壓ya反fan饋kui環huan路lu及ji過guo流liu過guo熱re保bao護hu功gong能neng,能neng訊xun速su調tiao整zheng占zhan空kong比bi,或huo令ling開kai關guan複fu位wei,輸shu出chu電dian壓ya不bu會hui比bi設she定ding值zhi高gao出chu太tai多duo,也ye不bu會hui燒shao毀hui開kai關guan管guan。
電dian感gan的de損sun耗hao分fen銅tong損sun和he鐵tie損sun。銅tong損sun是shi電dian流liu流liu過guo電dian感gan線xian圈quan產chan生sheng的de歐ou姆mu熱re,鐵tie損sun主zhu要yao有you渦wo流liu損sun耗hao和he磁ci滯zhi損sun耗hao。對dui於yu渦wo損sun,我wo對dui書shu本ben上shang的de說shuo法fa持chi不bu同tong意yi見jian,書shu上shang認ren為wei渦wo損sun與yu頻pin率lv成cheng正zheng比bi,它ta們men無wu一yi例li外wai都dou認ren為wei感gan應ying電dian動dong勢shi由you磁ci通tong量liang變bian化hua速su率lv決jue定ding,顯xian然ran是shi“天下文章一大抄”的結果。
在實際應用中,渦損隻與每伏匝數和占空比有關:bawosunkanzuochuanzaibianyaqiyizaraozushangdedianzudeoumure,ganyingdiandongshizhiyudianyuandianyaheyuanxianquanzashuyouguan,erganyingdianliudechanshengyuxiaoshi,yuyuanxianquantongbu。
可見,頻率在數百K量級,電感每匝伏數不到1伏/匝情況下,對於電阻率幾千歐/cm2/cm量級的磁芯,渦損可以忽略不計。
cizhisunhao,shicilixianfangxianggaibian,huocidongshifashengbianhuashi,fenzidianliubianhuashixiaohaodenengliang,tashicixinfaredezhuyaoyuanyin。dianganqidianliuwenboxishuda,cizhisunhaojiuda。
較大的電流紋波係數,還要求輸出濾波電容能承受較大的紋波電流,並且有較小的ESR,輸出紋波的大小,等於紋波電流值在ESR上的壓降,以及在容抗上的壓降之和。
電感量的取值,推薦以額定輸出電流時,電感電流紋波係數為0.1~0.3,紋波係數越小,對濾波電容要求越低,同時磁滯損耗也越小。
shijiyingyongzhong,shoutijihechengbenxianzhi,bunengsuibiancaiyongdatijidedianganqi,namezenyangzaitongxingcixinzhongdejichushang,jianguzuidadedianganliangyuzugoudebaohedianliune?在電流紋波係數0.1~0.3的情況下,電感峰值電流僅為輸出直流電流的1.1~1.3倍,飽和電流達到額定輸出電流的1.5倍足亦,同一電感飽和電流要求由2降到1.5能達到什麼目的?它能保證線圈加多1/3,從而增加7/9的電感量,將電流紋波係數降低44%。
可能有人擔心,同一磁芯滿槽率一定的情況下,匝數加多1/3,線徑就要減25%,銅損將增加44%,然而銅損一般都很小,同時濾波電容的正切損耗和ESR電阻發熱電流隨紋波電流的下降呈幾何量級下降,足以彌補增多的銅損。故對效率基本上無影響。
可以用示波器測量紋波係數:取qu一yi段duan細xi導dao線xian,阻zu值zhi以yi不bu影ying響xiang電dian路lu工gong作zuo為wei宜yi。將jiang它ta從cong中zhong間jian對dui折zhe,繞rao成cheng無wu感gan電dian阻zu,串chuan在zai濾lv波bo電dian容rong地di與yu繼ji流liu二er極ji管guan地di之zhi間jian,即ji可ke對dui電dian感gan電dian流liu取qu樣yang,用yong示shi波bo器qi觀guan查zha它ta的de波bo形xing,電dian流liu的de峰feng值zhi與yu穀gu值zhi之zhi差cha的de一yi半ban,除chu以yi平ping均jun電dian流liu即ji為wei電dian流liu紋wen波bo係xi數shu。
如果觀察到的紋波係數大於0.3,說明電感值不足,應適當加大。個別DC-DC的設計公式很奇怪,如MC34063,按它的公式推出來的電感取值,電流紋波係數為1,難怪很多人大叫它噪聲太大。其實要達到比較好的性能,這個電感需要加大到Lmin值的7-10倍,即保證電流紋波係數減小到0.1-0.3。
這裏需要說明的是,BUCK電路的衍生應用包含正激電源,所以上麵提到的方法同樣適用於正激電源的電路分析。本篇文章主要對使用BUCK電路中電感公式計算結果的分歧問題進行了將為詳細的分析和獨到的見解,希望大家在閱讀過本篇文章之後能夠有所收獲。
相關閱讀:
技術大爆炸:電壓雙象限Buck-Boost電路拓撲
技術分享:淺析BUCK/BOOST電路原理
不懂NCP306內部Buck電路?小編一點點教你
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 創新不止,創芯不已:第六屆ICDIA創芯展8月南京盛大啟幕!
- AI時代,為什麼存儲基礎設施的可靠性決定數據中心的經濟效益
- 矽典微ONELAB開發係列:為毫米波算法開發者打造的全棧工具鏈
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻




