Auswirkung des Ausgangsstroms auf die Auswahl des Induktorwerts für SMPS

Dies ist eine ziemlich gebräuchliche Formel, die zur Berechnung des Werts der Ausgangsinduktivität verwendet wird. Es gibt einige Designüberlegungen, die bei der Auswahl eines Induktorwerts eine Rolle spielen.

• Größe
• Kosten
• Ausgangswelligkeitsstrom (Sie arbeiten also während des Nennbetriebs in CCM).
• Brummspannung am Ausgang.

Die Induktivität steuert den Ausgangswelligkeitsstrom des Wandlers. Je höher der Induktivitätswert, desto geringer ist die Welligkeit. Wenn die Welligkeitsamplitude größer als der Ausgangsstrom ist, arbeitet Ihr Wandler im Discontinuous Conduction Mode (DCM), um zu versuchen, die Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten, aber dies wirkt sich auf die Stabilität und Effizienz des Wandlers aus. In den meisten Anwendungen möchte man dies vermeiden.

Es ist üblich, den Welligkeitsstrom so zu wählen, dass er etwa 10–40 % des maximalen DC-Ausgangsstroms beträgt. Auf diese Weise verwenden Sie normalerweise keinen größeren Induktor als nötig, aber Sie arbeiten normalerweise im kontinuierlichen Leitungsmodus (CCM). Sobald Sie diesen Wert haben, ist es eine gute Idee, die Berechnung damit erneut auszuführen$I_O$als Ihren minimal erwarteten Betriebsstrom und stellen Sie sicher, dass das Verhältnis des Ausgangswelligkeitsstroms weniger als 200 % beträgt. So stellen Sie sicher, dass Sie während des Betriebs im CCM bleiben.

Ein weiterer Grund für eine größere Induktivität ist, dass sie Ihre Ausgangswelligkeitsspannung senkt. Ihre Ausgangskondensatoren beeinflussen dies ebenfalls, daher gibt es normalerweise einen Kompromiss zwischen Kondensatorgröße und Induktorgröße, um eine gute Balance zu finden, um die Ausgangswelligkeitsspannung innerhalb der Spezifikation zu halten.

Für Ihren Fall würde ich wahrscheinlich die kleinste Induktivität wählen, die den Wandler in den meisten Betriebsfällen in CCM halten würde, und dann Kondensatoren auswählen, um die Ausgangswelligkeit auf den gewünschten Wert zu reduzieren und den Ausgang stabil zu halten. Sobald Sie einen guten Wert haben, können Sie eine Induktivität mit angemessenem DC-Widerstand wählen und sicherstellen, dass der maximale Sättigungsstrom größer ist als der maximale DC-Ausgangsstrom plus die Welligkeitsamplitude des Ausgangsstroms.

Ich würde auch das Design simulieren, sobald ich fertig bin, um zu überprüfen, ob es sich so verhält, wie ich es erwarte. Sie können den kostenlosen TINA-TI Spice-Simulator verwenden, um die Teile von TI zu simulieren.

Io*LIR ist im Grunde der Welligkeitsstrom in der Induktivität. Diese 30 % des maximalen Laststroms sind sinnvoll, können aber aus Effizienz- oder Kostengründen mit einem anderen Wert optimiert werden.

Wie bei vielen Elektronikberechnungen bietet ein erheblicher Sicherheitsfaktor oder ein Overdesign-Parameter einen Spielraum für unerwartete Leistung oder andere Anforderungen.

Deshalb verwenden sie 2 A für ein 1,7-A-Teil. Wenn Sie wissen, dass Ihr Strom max. 1,2 A, Sie können ein anderes L verwenden; Dies wirkt sich geringfügig auf Ihren DCDC-Wirkungsgrad sowie auf die Qualität des Ausgangs (Welligkeit und Reaktion auf Lastschritte) aus.

Ein niedrigerer Induktorwert kann einen etwas geringeren Wirkungsgrad haben (dies hängt jedoch vom Gleichgewicht zwischen Induktor- und IC-Verlusten ab).

Beachten Sie, dass die nächste Zeile in diesem Datenblatt eine falsche Berechnung für deltaIL enthält – es wird nicht durch I0, sondern durch L geteilt.