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美登電子:匠心造品質(zhì),創(chuàng)新鑄品牌

熱搜關(guān)鍵詞: 貼片電感 功放電感 一體成型電感 磁屏蔽電感

電感在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中可用來儲能和濾波

來源: | 發(fā)布日期:2022-09-02
  小編與大家探討了電感的鐵芯材質(zhì)、封裝結(jié)構(gòu)以及其重要之電氣特性,在本文中小編會說明如何選擇合適之降壓轉(zhuǎn)換器之電感值,以及選擇市售之電感器的考慮因素。
  讓我們來一睹為快吧~

  電感值及轉(zhuǎn)換器之開關(guān)頻率都會影響電感漣波電流(ΔiL),電感漣波電流會流經(jīng)輸出電容,影響輸出電容的漣波電流,也因此會影響輸出電容的選擇,并進(jìn)而影響輸出電壓的漣波大小。


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  再者,電感值與輸出電容值亦會影響系統(tǒng)之回授設(shè)計及負(fù)載動態(tài)響應(yīng)。選用較大的電感值,對于電容的電流應(yīng)力較小,也有利于降低輸出電壓漣波,且可儲存較多能量,然而電感值大就表示其體積大,亦即成本較高。因此,在設(shè)計轉(zhuǎn)換器時,電感值的設(shè)計就非常重要。
  當(dāng)輸入電壓與輸出電壓差距愈大時,電感漣波電流會愈大,也就是電感設(shè)計的最嚴(yán)厲狀況(worst-case condition)。再加上其他的歸納分析,降壓轉(zhuǎn)換器的電感值設(shè)計點通常應(yīng)選在最大輸入電壓與滿載的條件下。
  當(dāng)輸入與輸出電壓差距愈大,γ值可以選取較大;反之若輸入與輸出電壓愈接近,γ值設(shè)計必須較小。為了電感漣波電流與尺寸之間的取舍,依傳統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗值,γ通常取0.2到0.5。
  因電感漣波成分小,因此電感電流有效值主要為其直流成分,此有效值即作為選擇電感額定電流IDC的依據(jù)。電感的需求為:
  L = 1.5 ?H(100 kHz),IDC = 3.77 A,ISAT = 4.34 A
  沖壓式電感的飽和電流及額定電流大,且熱阻小、散熱佳。另外,根據(jù)前文之探討,沖壓式電感的鐵芯材質(zhì)屬于鐵粉芯,因此相較于加磁膠之半遮蔽式及遮蔽式電感的鐵氧體鐵芯,具有較好的直流偏置特性。
  若選用相同封裝結(jié)構(gòu)及電感值,而尺寸較小的電感,雖然其體積小,但直流電阻RDC(44.5mΩ)及熱阻ΘTH(51?C/W)較大。對于相同規(guī)格之轉(zhuǎn)換器而言,電感所耐受的電流有效值也相同,顯然直流電阻大會降低重載時之效率,此外,熱阻大即表示散熱較差。因此,在選擇電感時不可只考慮縮小尺寸帶來的效益,還需評估其伴隨的缺點。
  電感在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中是常用的被動組件之一,可用來儲能以及濾波。然而在電路設(shè)計上,需要關(guān)注的不僅電感值這個參數(shù),其它包括交流電阻與Q值、電流耐受能力、鐵芯飽和程度、以及封裝結(jié)構(gòu)等等,都是在選擇電感器時須考慮的參數(shù)。而這些參數(shù)通常與鐵芯材料、制程工藝、更與尺寸成本有關(guān)。

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