Wie wählt man eine Induktivität für eine Abwärtsreglerschaltung aus?

Hier ist eine schnelle und etwas schmutzige Methode zur Berechnung eines Induktorwerts für Abwärtsregler, die im Konstantleitungsmodus (CCM) arbeiten. Es wird zu einer Induktivität führen, die nahe an der liegt, die Sie bei einer genaueren Berechnung erhalten würden, und Sie nicht in Schwierigkeiten bringen wird.

Was Sie wissen müssen, um die Induktivität zu berechnen:

• Ausgangsspannung,$V_o$
• Ausgangsstrom,$I_o$
• Schaltfrequenz,$F_{\text{sw}}$
• L=$\frac{\text{$\Delta $t}V_o}{\text{$\Delta $I}}$

Machen Sie ein paar Annahmen:

• $\text{$\Delta $I} = \frac{I_o}{10}$
• $\text{$\Delta $t} = \frac{1}{F_{\text{sw}}}$

so

L=$\frac{10 V_o}{I_o F_{\text{sw}}}$

Pro$I_o$= 1A und$F_{\text{sw}}$= 2,2 MHz

L = 22,7$\text{$\mu $H}$

Bei der Wahl des Induktors:

• Finden Sie einen, der für das 1,4- bis 2-fache des Ausgangsstroms ausgelegt ist. In diesem Fall 1,4A bis 2A. Die meisten Standardinduktivitäten sind für einen Wärmeanstieg von 40 ° C bei Nennstrom spezifiziert, was ziemlich heiß ist. Leitungsverluste skalieren mit dem Quadrat des Stroms. Bei einer aktuellen Bewertung von 1,4$I_o$reduziert diesen Wärmeanstieg um die Hälfte und eine Strombewertung von 2$I_o$reduziert den Wärmeanstieg auf 1/4.

• Stellen Sie sicher, dass die Serienresonanzfrequenz (SRF) mindestens eine Dekade höher ist als die Schaltfrequenz.

Das große Problem, das ich sehe, ist, dass Sie keine anderen Parameter als "Ich entwerfe einen Dollar" angegeben haben.

Wenn Sie diese Parameter noch nicht herausgefunden haben, tun Sie dies bitte:

• Eingangsspannungsbereich
• Ausgangsspannung
• Maximale Ausgangswelligkeit
• Maximaler Ausgangsstrom
• Größe und ESR von Ausgangskondensatoren

Diese sind alle wichtig:

• Der Welligkeitsstrom der Induktivität wird oft als Prozentsatz des gesamten DC-Ausgangsstroms angestrebt

• Die Ausgangswelligkeitsspannung ist der Spitze-zu-Spitze-Strom der Induktivität, der dem ESR der Ausgangskondensatoren überlagert ist

• Die Spitze-zu-Spitze-Welligkeit hängt auch mit dem Arbeitszyklus zusammen, der ist

  $\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$für CCM-Modus, weniger für DCM-Modus (lastabhängig)

• Es gibt Auswirkungen auf die Rückkopplungsstabilität beim Betrieb in CCM (CCM begrenzt die maximale Bandbreite, die Sie erreichen können, während Verstärkung und Phasenreserve beibehalten werden).

• Der Induktor muss den gewünschten Gleichstrom verarbeiten, ohne zu sättigen, und der Gleichstromverlust in der Wicklung muss innerhalb der Grenzen des Teils liegen.

EDIT: Ihr Ziel ist 1A bei 5V. Wenn Sie sich an die „10 %-Faustregel“ halten, sollte der maximale Spitze-zu-Spitze-Strom der Induktivität 100 mA betragen.

Auslastungsgrad:$\dfrac{5V}{15V}=0.333$

Pünktlich:$\dfrac{0.333}{2.2MHz}=166.5ns$

Rippelstrom:$V_L = L \dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

$L = \dfrac{V_L \cdot \Delta t}{\Delta I} = \dfrac{(15V-5V) \cdot 166.5ns}{100mA} = 16.65 \mu H$

Eine größere Induktivität gibt Ihnen einen kleineren Welligkeitsstrom. Das Gegenteil ist der Fall - eine kleinere Induktivität gibt Ihnen einen größeren Welligkeitsstrom.

Im Allgemeinen sollte die Welligkeit 1 % oder weniger des DC-Pegels betragen, also stellen Sie sicher, dass die Ausgangsobergrenze ESR kleiner ist als$500m \Omega$wenn Sie 100 mA Induktorwelligkeit anstreben. Das sollte einfach sein.

Für eine gute Lastregelung und geringe Welligkeit möchten Sie, dass der Serienwiderstand der Induktivität bzw. der Kondensatoren viel kleiner ist als der EIN-Widerstand des Schalters.

für den MAX16974, RON gemessen zwischen SUPSW und LX, ILX bei 500 mA Ron = 185 mΩ typ., 400 mΩ max

Wählen Sie also Rs von L mit << 185 mΩ, z. B. 10 bis 20 % von Ron oder Rs von (L) = 19 bis 38 mΩ