Induktorauswahl für einen Schaltregler

Dies hängt etwas mit dieser Frage zusammen , ist aber hoffentlich etwas umfassender.

Ich wähle Komponenten aus, um einen lm2734 auszufüllen . Dieser Regler nimmt einen Eingang von 9–12 V (11,1 V nominal) bis hinunter zu 5 V bei 1 A max. Sie geben auf Seite 12 des Datenblatts eine Anleitung zur Auswahl, und mit den dortigen Formeln erreiche ich einen Induktivitätswert von 4,9 uH.

Meine Frage : Was möchte ich hier gerichtet (ungeachtet Größe und Kosten und vorausgesetzt, Ausgangsstrom und DCR sind korrekt), einen Induktivitätswert, der innerhalb eines bestimmten Prozentsatzes des oben berechneten liegt, oder nur einen höheren Wert? Sollte ich nur die größte Induktivität verwenden, die ich einbauen kann, um den Welligkeitsstrom zu minimieren?

Um meine Arbeit zu überprüfen, habe ich mir die im DS bereitgestellten Beispielschaltungen angesehen und die Induktivität berechnet, die sie mit dem von ihnen empfohlenen Induktivitätswert vergleichen können. Sie scheinen Induktorwerte zu nehmen, die bis zu 2x größer sind als die Formel vermuten lässt (was auch bedeuten kann, dass ich es einfach falsch mache). Z.B

  • Für eine Konfiguration mit 12 V Eingang / 3,3 V Ausgang bei 1 A erhalte ich 4,3 uH, und sie empfehlen einen 4,7-uH-Induktor
  • Für eine Konfiguration mit 18 V Eingang / 1,5 V Ausgang bei 1 A erhalte ich jedoch 3,1 uH, und sie empfehlen ein 6,8-uH-Teil.

Antworten (3)

Diese Art von Teilen (dh Teile mit nicht spezifizierter interner Kompensation) können schwierig sein, da die Größe der Ausgangsinduktivität den Betriebsmodus (CCM oder DCM) und die Art der erforderlichen Rückkopplungskompensation zusammen mit allen anderen Variablen bestimmt angesprochen (Kernverlust, Sättigung etc.) Wegen der Unschärfe gibt es hier keine festen Regeln; Sie müssen ein empirisches Design durchführen.

Ich biete einige Faustregeln an:

  • Wählen Sie einen Induktivitätswert, der den Welligkeitsstrom etwa 20 % des maximalen Laststroms und den maximalen Schaltstrom (DC + Welligkeit) mindestens 20 % unter der internen Stromgrenze des Teils liegen lässt. Viele (die meisten?) der handelsüblichen DC/DC-Wandlerinduktivitäten auf dem Markt sind auf diese Art von Betrieb ausgelegt (meistens CCM, geringe Welligkeit, niedriger ESR).

  • Wählen (oder entwerfen) Sie ein Teil, das die Induktivität und den Nennstrom in einer akzeptablen Gehäusegröße bietet

  • Bauen Sie die Schaltung auf und testen Sie sie unter vielen Ecken (Nulllast, Maximallast, Überlast, Kurzschluss, Spannungsabfall am Eingang, Lasttransienten usw.), um sicherzustellen, dass der Wandler nicht instabil wird

Das ist die Antwort.

Sollte ich nur die größte Induktivität verwenden, die ich einbauen kann, um den Welligkeitsstrom zu minimieren?

Denken Sie daran, dass die DCR Ihrer Induktivitäten in der Regel ansteigt, wenn Sie die Gehäusegröße Ihrer Induktivitäten erhöhen.

Es gibt verschiedene andere Aspekte, die in Ihre Induktorauswahl einfließen sollten, wie z. B. Schaltfrequenz, Material des Induktorkerns, Ausgangskondensatoren usw.

Einige Dinge, die Sie neben dem richtigen Induktivitätswert sicherstellen sollten, sind:

  • Stellen Sie sicher, dass die Induktivität bei der gewünschten Induktivität die richtige thermische Stromstärke hat
  • Achten Sie besonders auf den Sättigungsstrom der Induktivität.
  • Versuchen Sie, den DCR so niedrig wie möglich zu halten.

Design-Tools von Linears, wie LTpowerCAD II, geben Ihnen eine allgemeine Vorstellung davon, worauf Sie bei einem Induktor achten sollten. Es verwendet ähnliche Gleichungen, die in den Datenblättern verwendet werden, um Ihnen diese Werte zu geben, damit Sie auf dem richtigen Weg sind.

Was ich als nächsten Schritt empfehlen würde, ist, Ihren häufigsten Betriebs-Vin zu bestimmen und dann zu versuchen, unter Berücksichtigung anderer Spannungen darum herum zu entwerfen. Verschiedene Induktorhersteller haben ihre eigenen Tools, die Ihnen helfen, den richtigen Induktor für Ihre Anwendung zu finden. Ich war schon immer ein großer Fan von Vishays Induktoren und sie haben ein großartiges Werkzeug, um Ihnen zu helfen .

Am Ende müssen Sie verschiedene Tests an Ihrem Netzteil durchführen, z. B. Leerlauf, Volllast, dazwischen. Wenn Sie es häufig testen möchten, können Sie einen Loop-Feedback-Test am FB-Pin durchführen, um zu sehen, wie sich Ihr Kompensationsnetzwerk hält.

Ich kann versuchen, deine Frage anders zu beantworten. Bei der Auswahl der Induktivität müssen Sie möglicherweise den vom Hersteller vorgeschlagenen Wert auswählen und mit Ihren Schaltungsberechnungen überprüfen. Der Wert der Induktivität hängt hier auch von dem am Ausgang verwendeten Kondensator ab, der zusammen die Schaltfrequenz des Reglers bestimmt. Auch der von Ihnen gewählte Induktorwert sollte den Sättigungsstrom höher als den Laststrom Ihrer Schaltung haben. Daher müssen Sie hier in den Anwendungsschaltungen, auf die Sie sich beziehen, möglicherweise auch den Wert des Ausgangskondensators überprüfen.