DC DC电感选型指南
为DC-DC选择正确的电感和电容
为DC/DC转换器选择正确的电感器与电容器随着手机、PDA以及其它便携式电子产品在不断小型化,其复杂性同时也在相应提高,这使设计工程师面临的问题越来越多,如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。
使用DC/DC转换器主要是为了提高效率。
很多设计都要求将电池电压转换成较低的供电电压,尽管采用线性稳压器即可实现这一转换,但它并不能达到基于开关稳压器设计的高效率。
本文将介绍设计工程师在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时必须要面对的常见问题。
大信号与小信号响应开关转换器采用非常复杂的稳压方法保持重/轻负载时的高效率。
现在的CPU内核电源要求稳压器提供快速而通畅的大信号响应。
例如,当处理器从空闲模式切换至全速工作模式时,内核吸收的电流会从几十微安很快地上升到数百毫安。
随着负载条件变化,环路会迅速响应新的要求,以便将电压控制在稳压限制范围之内。
负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。
我们可根据稳态工作点定义小信号参数。
因此,我们一般将低于稳态工作点10%的变化称为小信号变化。
实际上,误差放大器处于压摆范围(slew limit)内,由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度,放大器并不控制环路,所以,在电感器电流达到要求之前,由输出电容器满足瞬态电流要求。
大信号响应会暂时使环路停止工作。
不过,在进入和退出大信号响应之前,环路必须提供良好的响应。
环路带宽越高,负载瞬态响应速度就越快。
从小信号角度来看,尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度,但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和振铃现象。
在选择外部元件时,电源设计工程师应意识到这些局限性,否则其设计就有可能遇到麻烦。
电感器选型以图1所示的基本降压稳压器为例,说明电感器的选型。
对大多数TPS6220x应用而言,电感器的电感值范围为4.7uH~10uH。
电感值的选择取决于期望的纹波电流。
一般建议纹波电流应低于平均电感电流的20%。
DC-DC电感选择
电感在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。
本文专注与解释:电感上的DC 电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC 滤波电路中的L(C 是其中的输出电容)。
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中(Fairchild 典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC 输出电压。
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。
在状态1 过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET 连接到输入电压。
在状态2 过程中,电感连接到GND。
由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET 接地。
如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态 1 过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。
对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。
相反,在状态2 过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。
对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式:V=L(dI/dt)因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。
通过电感的电流如图2 所示:通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC 电流加开关峰峰电流的一半。
上图也称为纹波电流。
根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流:其中,ton 是状态1 的时间,T 是开关周期(开关频率的倒数),DC 为状态1 的占空比。
警告:上面的计算是假设各元器件(MOSFET 上的导通压降,电感的导通压降或异步电路中肖特基二极管的正向压降)上的压降对比输入和输出电压是可以忽略的。
DC-DC电路中电感的选择
深入剖析电感电流――DC/DC 电路中电感的选择原文:Fairchild Semiconductor AB-12: Insight into Inductor Current 翻译:frm(注:只有充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作用,才能更优的设计DC/DC电路。
本文还包括对同步DC/DC及异步DC/DC概念的解释。
)简介在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。
本文专注于解释:电感上的DC电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中(Fairchild典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC输出电压。
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。
在状态1过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。
在状态2过程中,电感连接到GND。
由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。
如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。
对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。
相反,在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。
对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式:V=L(dI/dt)因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。
DCDC电路中电感的选择
DC/DC 电路中电感的选择在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。
本文专注与解释:电感上的DC电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC 滤波电路中的L(C 是其中的输出电容)。
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中(Fairch ild 典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC输出电压。
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GN D。
在状态1 过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。
在状态2 过程中,电感连接到G ND。
由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。
如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchr onus)”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态1 过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。
对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。
相反,在状态2 过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。
对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式:V=L(dI/dt)因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。
通过电感的电流如图2所示:通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为D C 电流加开关峰峰电流的一半。
DCDC转换器如何选择电感与电容
DCDC转换器如何选择电感与电容DC-DC转换器是一种将直流电压转换为不同电压级别的器件。
在选择电感和电容时,需要考虑转换器的工作频率、功率要求、效率、体积、成本等因素。
接下来将从这些方面详细介绍如何选择电感和电容。
1.工作频率:工作频率是选择电感和电容的关键因素之一、转换器的工作频率通常为几十千赫兹到几兆赫兹,不同频率的转换器对电感和电容的要求也不同。
一般来说,工作频率较高的转换器需要使用低电感值和小电容值的元件,而工作频率较低的转换器则需要使用高电感值和大电容值的元件。
2.功率要求:转换器的功率要求是选择电感和电容的另一个关键因素。
功率要求高的转换器通常需要使用高电流承受能力的电感和电容,以保证转换器的稳定性和可靠性。
此外,功率要求高的转换器还需要考虑元件的能量损耗、温升等因素,以确保转换器的高效率运行。
3.效率:效率是转换器的重要指标之一,也是选择电感和电容的重要考虑因素。
较高的效率意味着转换器的能量损耗较小,因此在选择电感和电容时应考虑其损耗等效系列电阻和损耗等效并联电阻等参数。
通常选择较低电感值和小电容值的元件可以提高转换器的效率。
4.体积:转换器的体积是另一个需要考虑的因素。
较小体积的转换器往往需要较小的电感和电容。
因此,在选择电感和电容时应考虑其尺寸和重量,以满足转换器体积小、重量轻的要求。
5.成本:成本是选择电感和电容的重要考虑因素之一、较大电感值和较大电容值的元件通常成本较高,而较小电感值和较小电容值的元件成本相对较低。
在选择电感和电容时,应根据转换器的成本预算,选择性价比高的元件。
综上所述,选择适合的电感和电容需要综合考虑工作频率、功率要求、效率、体积和成本等因素。
需要注意的是,不同转换器的特性和要求有所差异,因此在选择电感和电容时应根据具体的应用场景进行综合考虑,并多进行实验验证。
DCDC电感选型指南
DCDC电感选型指南DC/DC电感是直流-直流转换电路中的重要元件,主要用于存储和传递能量。
选用合适的电感对于电路的性能和效率至关重要。
本文将为您介绍DC/DC电感的选型指南,帮助您在设计中选择正确的电感。
1.了解电路工作条件在选择电感之前,首先需要了解电路的工作条件。
这包括输入电压范围、输出电压范围、输出电流范围以及开关频率等。
根据这些参数可以确定电感所需的工作模式(连续模式或间断模式)和承载能力。
2.确定电感的额定电流电感的额定电流是电感能够承受的最大电流。
在计算额定电流时,需要考虑开关频率、电感的内阻和温度等因素。
一般来说,额定电流应大于或等于电路中的最大输出电流,以确保电感工作在安全范围内。
3.选择合适的工作模式根据电路的工作参数,确定电感的工作模式。
连续模式适用于较低的开关频率和较小的电流波动,而间断模式适用于较高的开关频率和较大的电流波动。
选择合适的工作模式可以提高电路的效率和稳定性。
4.计算电感值根据电路的输入电压范围、输出电压范围和开关频率,可以计算出所需的电感值。
一般来说,电感值越大,电感能存储的能量就越多。
但是,较大的电感值也会带来较大的尺寸和成本。
所以需要在尺寸、成本和性能之间进行权衡。
5.选择合适的磁芯材料DC/DC电感通常采用磁芯来增加电感的存储能量。
选择合适的磁芯材料可以提高电感的效率和性能。
常见的磁芯材料包括铁氧体、烧结铁氧体、金属材料等。
不同的磁芯材料具有不同的磁导率、饱和磁感应强度、磁阻等特性。
根据电路要求选择适合的磁芯材料。
6.考虑温升和寿命在选择电感时,需要考虑电感的温升和寿命。
温升是指电感在工作过程中的温度升高,而寿命是指电感的使用寿命。
高温会影响电感的性能和寿命。
因此,在选择电感时,需要考虑电感的温升和寿命要求,选择合适的电感。
7.参考厂商规格书最后,在选型过程中,可以参考厂商的规格书和应用手册。
规格书通常提供了电感的详细性能参数、选型指南和使用注意事项等信息。
怎样选择DC-DC 转换器的电感
怎样选择DC-DC 转换器的电感1,尺寸考虑关于电感磁芯的尺寸、材料和磁导率的详细比较将不赘述,较高的磁芯高度使得使用较短的铜线成为可能-使用更大的直径或较少的匝数,或二者兼具。
较小的电感值还带来较大的峰值电流,它必须保持低于DC-DC 转换器的最低电流限制以防止输出不稳定。
2,磁芯的考虑采用铁粉芯的电感,它们提供更好的温度稳定性并且相对于其他可选磁芯成本更低。
其他选择是钼坡莫合金粉末(MPP)、气隙铁氧体以及铁硅铝磁合金(Kool Mm)或高磁通磁环。
鉴于混合镍、铁和钼粉末的成本,MPP通常是最昂贵的选择,铁硅铝磁合金是一种次昂贵的复合粉末磁芯。
在多数电源中常见的罐形、E和EI形磁芯为气隙铁氧体。
这些外形可以在必要时提供灵活性和可变性,但是成本更高。
高磁通磁环通常用于滤波电感而不是电源变换电路3,性能评估和效率比较在输出电流较低时,适当选用较高感值的电感能获得更好的效率,在输出电流较高时,适当选用较低感值的电感能获得更好的效率(注:相同磁心尺寸),反之将效率偏低,这是因为高感值电感所具有的较大串联电阻导致了这种效率的差异。
在电感量相同时,尺寸较大、直流电阻较低的电感在整个输出电流范围内可提供较高的效率提升。
另一种性能折衷可以从电感电流、电感电压和输出电压纹波的典型波形中看出。
使用电感量较小的电感产生较高的峰值电流。
输出电压纹波相对偏高,而使用电感量较大的电感产生的纹波相对偏小。
峰值电流对输出电容充电并且提供负载电流。
在电容的ESR上会流入和流出较大的电流,这将产生较高的输出电压纹波。
如果必要,可以通过使用较大的输出电容来降低该纹波。
4,负载瞬态响应不同的电感提供不同的负载瞬态响应(IC和补偿网络同样对该响应有贡献)。
DC-DC 转换器需要外部补偿,但是其他开关稳压器IC包含内部补偿,它们通常指定允许的电感值范围。
从另一方讲,外部补偿允许设计更加灵活。
如果遇到电感出现工频啸叫,可以通过调整补偿网络的参数来解决。
DCDC功率电感选型
D C D C功率电感选型
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
DCDC功率电感(Inductor)选型
1、功率电感分类
2、电感主要参数
3 、DCDC感量计算
电感过小——输出纹波大
电感过大——动态响应不好,
电感太大,太小可能会改变DCDC的工作模式
电感饱和后,电流会急剧增加,使电感温度升高,同时会影响其它元件的寿命
步骤:
(1)确认输出电流
(2)确认电感值
Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)
一般来说△I取20%-30%的Iout ,f为DCDC开关频率
(3)根据Lmin选取L,一般略取大一点
(4)通过上面的公式计算△I,Imax
Imax=Iout+1/2 △I
(5)确认电感的饱和电流要大于Imax
温升电流要大于Iout
(6)实测
因为电感的交流参数都是在100K正弦波下所测的,实际应用中会有区别,所以最后需要通过实测来确认电感是否适合。
实例:
例子:SY8120 12V转 2A输出开关频率 500K
Lmin=()*(2**500K*12)=
综合考虑后,选取
△I=(23%)
Imax=2+2=
SWPA6045S 4R7MT/顺络
饱和电流
温升电流
经验:建议最大电流+△I要求小于电感饱和电流的80%
所以可选取使用
(7)下表1为△I的理论计算值
4 、感值标注、常见封装
5、某电感型号表。
IC类器件选型指南
一.DC-DC的选型指南
4.DC-DC输入输出之间的压差 DC-DC芯片保证正常工作需要的降压范围通常较大,因此在设计选型时,压差 是必须考虑的一项重要参数,在芯片选型时,需要核对规格是否符合要求. 比如,常用的MP1471,适用于12V输入,压差要求偏大,为:3V;如果是采用5V输 入源(考虑电源波动),仅能稳定输出1.5V以下电压.
因此实际电路应用中,会优先选择压差较小的MP1470来作为电压较低的供电 控制芯片.
一.DC-DC的选型ห้องสมุดไป่ตู้南
5.输出电流 DC-DC芯片设计的电流限制针对不同应用范围和成本等因素,具有差异性,因此选型 时需要重点考虑:
一.DC-DC的选型指南
6.使能引脚 DC-DC一般都是带有使能引脚EN,主控芯片可通过此功能脚来控制输出,主要是实现 休眠或者上电时序等控制.
一.DC-DC的选型指南
2.输入电压 DC-DC输入电压一般比较宽,适应5V和12V的常用电压输入源. 规格书会明显告知正常工作的电压输入范围,如下: 特性描述中:
电气性能数据中:
一.DC-DC的选型指南
3.输出电压 DC-DC输出电压都是可调的,由外围电阻来决定,如下:R1和R2确定
Vout=(1+R1/R2)*0.8V 可以根据现有的电阻物料作调整 计算公式中0.8V是IC设计的反馈电压 实际应用中,建议参考规格书列举的搭配:
IC类器件选型指南
目 录
一.DC-DC的选型指南 二.LDO的选型指南 三.音频功放的选型指南
四.Flash的选型指南
五.DDR的选型指南
一.DC-DC的选型指南
1.DC-DC的类型 DC-DC转换器一般由控制芯片,电感线圈,二极管,三极管,电容构成,转变输入电压后有 效输出固定电压的电压转换器.DC-DC控制芯片主要为PWM控制,效率高并有良好的 输出电压纹波和噪声. (1)降压:Step-Down Converter (2)升压:Step-Up Converter (3)复合升/降压,多见于PMU芯片
dcdc选电感参数
dcdc选电感参数电感值的选择电感值是决定 DC-DC 转换器性能的关键因素之一。
它影响着输出电压纹波、转换效率和瞬态响应。
影响电感值选择的因素开关频率 (fsw):开关频率越高,所需的电感值越小。
输出电流 (Io):输出电流越大,所需的电感值越大。
允许的输出电压纹波 (Vr):允许的输出电压纹波越小,所需的电感值越大。
电感器的最大电流额定值 (Ir):电感器的最大电流额定值必须大于输出电流。
计算电感值电感值可以通过以下公式计算:```L = (Vr Vout) / (2 fsw Io Ir) ```其中:L 为电感值Vr 为允许的输出电压纹波Vout 为输出电压fsw 为开关频率Io 为输出电流Ir 为电感器的最大电流额定值选择电感器的类型常见用于 DC-DC 转换器的电感器类型包括:铁氧体电感器:高磁导率,低损耗,成本低。
铁粉电感器:磁导率较低,但具有更高的饱和电流容量。
绕线电感器:具有高品质因数和低分布电容,但成本较高。
其他考虑因素除了电感值外,选择电感时还应考虑以下因素:尺寸和封装:电感器的尺寸和封装应与电路板布局兼容。
温度稳定性:电感器的电感值应在工作温度范围内保持稳定。
屏蔽:屏蔽电感器可以减少电磁干扰 (EMI)。
成本:电感器的成本应在预算范围内。
步骤总结选择 DC-DC 转换器电感的步骤总结如下:1. 确定允许的输出电压纹波、输出电流和开关频率。
2. 使用公式计算所需的电感值。
3. 选择满足所需电感值和电流额定值的电感器类型。
4. 考虑尺寸、温度稳定性、屏蔽和成本等其他因素。
5. 根据这些因素选择最合适的电感器。
DCDC转换器选择正确的电感器与电容器
随着便携式电子产品的体积在不断缩小,其复杂性同时也在相应的提高。
这使得设计工程师面临的问题越来越多,如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。
本文以德州仪器TPS6220x系列降压稳压器为例,向设计工程师介绍在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时,如何为DC/DC转换器选择正确的电感器与电容器。
随着手机、PDA以及其它便携式电子产品在不断小型化,其复杂性同时也在相应提高,这使设计工程师面临的问题越来越多,如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。
使用DC/DC转换器主要是为了提高效率。
很多设计都要求将电池电压转换成较低的供电电压,尽管采用线性稳压器即可实现这一转换,但它并不能达到基于开关稳压器设计的高效率。
本文将介绍设计工程师在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时必须要面对的常见问题。
大信号与小信号响应开关转换器采用非常复杂的稳压方法保持重/轻负载时的高效率。
现在的CPU内核电源要求稳压器提供快速而通畅的大信号响应。
例如,当处理器从空闲模式切换至全速工作模式时,内核吸收的电流会从几十微安很快地上升到数百毫安。
随着负载条件变化,环路会迅速响应新的要求,以便将电压控制在稳压限制范围之内。
负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。
我们可根据稳态工作点定义小信号参数。
因此,我们一般将低于稳态工作点10%的变化称为小信号变化。
实际上,误差放大器处于压摆范围(slew limit)内,由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度,放大器并不控制环路,所以,在电感器电流达到要求之前,由输出电容器满足瞬态电流要求。
大信号响应会暂时使环路停止工作。
不过,在进入和退出大信号响应之前,环路必须提供良好的响应。
环路带宽越高,负载瞬态响应速度就越快。
从小信号角度来看,尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度,但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和振铃现象。
在选择外部元件时,电源设计工程师应意识到这些局限性,否则其设计就有可能遇到麻烦。
电源设计之电感选型
电源设计之电感选型一:电感主要参数意义DC-DC外围电感选型需要考虑以下几个参数:电感量L,自谐频率f0,内阻DCR,饱和电流Isat,有效电流Irms。
电感量L:L越大,储能能力越强,纹波越小,所需的滤波电容也就小。
但是L越大,通常要求电感尺寸也会变大,DCR增加。
导致DC-DC效率降低。
相应的电感成本也会增加。
自谐频率f0:由于电感中存在寄生电容,使得电感存在一个自谐振频率。
超过此F0是,电感表现为电容效应,低于此F0,电感才表现为电感效应(阻抗随频率增大而增加)。
内阻DCR:指电感的直流阻抗。
该内阻造成I2R的能量损耗,一方面造成DC-DC降低效率,同时也是导致电感发热的主要原因。
饱和电流Isat:通常指电感量下降30%时对应的DC电流值。
有效电流Irms:通常指是电感表面温度上升到40度时的等效电流值。
二:DC-DC电感选型步骤根据DC-DC的输入输出特性计算所需的最小电感量。
(对于电感量的计算,各DC-DC芯片手册上有明确的计算方法,请以手册为准,以下公式只是个举例说明)对于Buck型DC-DC,计算公式如下Lmin=【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irpp其中:Vinmax=maximum input voltage Vout=output voltagefsw=switching frequency Irpp=inductor peak-to-peak ripple current通常将Irpp控制在50%的输出额定电流Irate。
则上述公式变化如下:Lmin=2*【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irate对于Boost型DC—DC的Lmin电感计算公式如下:Lmin=2*【Vinmax*(1-Vinmax/Vout)】/Fsw*Irate之前还是工程师的时候,在做高密度贴装电源方案时,L1,L3电感选型为普通工字10uH贴片电感,EMC测试余量不足,后面不停调整电路,效果均不理想;后来深圳电感厂商Tcccoil的工程师建议改用屏蔽电感(一体电感),解决了EMC问题.一体成型电感从性能到价格方面是真的能替代传统电感呢,师兄弟们都觉得,一体成型电感工艺比一般的电感要复杂,生产成本较高,价格贵。
dcdc电感选型指南
d c d c电感选型指南标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]一:电感主要参数意义DC-DC外围电感选型需要考虑以下几个参数:电感量L,自谐频率f0,内阻DCR,饱和电流Isat,有效电流Irms。
电感量L:L越大,储能能力越强,纹波越小,所需的滤波电容也就小。
但是L越大,通常要求电感尺寸也会变大,DCR增加。
导致DC-DC效率降低。
相应的电感成本也会增加。
自谐频率f0:由于电感中存在寄生电容,使得电感存在一个自谐振频率。
超过此F0是,电感表现为电容效应,低于此F0,电感才表现为电感效应(阻抗随频率增大而增加)。
内阻DCR:指电感的直流阻抗。
该内阻造成I2R的能量损耗,一方面造成DC-DC降低效率,同时也是导致电感发热的主要原因。
饱和电流Isat:通常指电感量下降30%时对应的DC电流值。
有效电流Irms:通常指是电感表面温度上升到40度时的等效电流值。
二:DC-DC电感选型步骤根据DC-DC的输入输出特性计算所需的最小电感量。
(对于电感量的计算,各DC-DC芯片手册上有明确的计算方法,请以手册为准,以下公式只是个举例说明)对于Buck型DC-DC,计算公式如下Lmin=【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irpp其中:Vinmax = maximum input voltageVout = output voltagefsw = switching frequencyIrpp = inductor peak-to-peak ripple current通常将Irpp控制在50%的输出额定电流Irate。
则上述公式变化如下:Lmin=2*【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irate对于Boost型DC—DC的Lmin电感计算公式如下:Lmin=2*【Vinmax*(1-Vinmax/Vout)】/Fsw*Irate根据电感的精度,计算出有一定裕量的电感值例如:对于20%精度的电感,考虑到5%的设计裕量。
DC-DC电感选型指南
DC-DC电感选型指南一:电感主要参数意义DC-DC外围电感选型需要考虑以下几个参数:电感量L,自谐频率f0,内阻DCR,饱和电流Isat,有效电流Irms。
电感量L:L越大,储能能力越强,纹波越小,所需的滤波电容也就小。
但是L越大,通常要求电感尺寸也会变大,DCR增加。
导致DC-DC效率降低。
相应的电感成本也会增加。
自谐频率f0:由于电感中存在寄生电容,使得电感存在一个自谐振频率。
超过此F0是,电感表现为电容效应,低于此F0,电感才表现为电感效应(阻抗随频率增大而增加)。
内阻DCR:指电感的直流阻抗。
该内阻造成I2R的能量损耗,一方面造成DC-DC降低效率,同时也是导致电感发热的主要原因。
饱和电流Isat:通常指电感量下降30%时对应的DC电流值。
有效电流Irms:通常指是电感表面温度上升到40度时的等效电流值。
二:DC-DC电感选型步骤1、根据DC-DC的输入输出特性计算所需的最小电感量。
对于Buck型DC-DC,计算公式如下Lmin=【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irpp其中:Vinmax = maximum input voltageVout = output voltagefsw = switching frequencyIrpp = inductor peak-to-peak ripple current通常将Irpp控制在50%的输出额定电流Irate。
则上述公式变化如下:Lmin=2*【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irate对于Boost型DC—DC的Lmin电感计算公式如下:Lmin=2*【Vinmax*(1-Vinmax/Vout)】/Fsw*Irate2、根据电感的精度,计算出有一定裕量的电感值例如:对于20%精度的电感,考虑到5%的设计裕量。
则Dc-DC所需的电感为L=1.25*Lmin3、确定我们所需的电感为比计算出的电感L稍大的标称电感例如:有一手机使用Buck型DC-DC,其输入为电池Vinmax= =4.2V,开关频率Fsw=1.2MHZ,输出电流Irate=500mA,输出电源Vout=1.2V则其DC-DC所需的电感Lmin= [2*1.2*(1-1.2/4.2)]/(1.2*0.5)uH=2.85uHL=2.86uH*1.25=3.57uH.距离3.57uH最近的一个标称电感为4.7uH,所以DC-DC外部电感选用4.7uH电感。
DC-DC电路中电感的选择
DC-DC电路中电感的选择深⼊剖析电感电流DC/DC电路中电感的选择原⽂:Fairchild Semic on ductor AB-12 : In sight into In ductor Curre nt翻译:frm(注:只有充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作⽤,才能更优的设计DC/DC 电路。
本⽂还包括对同步DC/DC及异步DC/DC既念的解释。
)简介在开关电源的设计中电感的设计为⼯程师带来的许多的挑战。
⼯程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺⼨等等。
本⽂专注于解释:电感上的DC电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L (C是其中的输出电容)。
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深⼊的了解电感的⾏为。
在降压转换中(Fairchild 典型的开关控制器),电感的⼀端是连接到DC输出电压。
另⼀端通过开关频率切换连接到输⼊电压或GNDV JMA S悟怕1 DC Output Voltage* State 2Figure 1. Basic Switching Action of a Converter在状态1过程中,电感会通过(⾼边“high-side ”)MOSFE连接到输⼊电压。
在状态2过程中,电感连接到GND由于使⽤了这类的控制器,可以采⽤两种⽅式实现电感接地:通过⼆极管接地或通过(低边“ low-side ”)MOSFE接地。
如果是后⼀种⽅式,转换器就称为“同步(synchronus )”⽅式。
现在再考虑⼀下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态1过程中,电感的⼀端连接到输⼊电压,另⼀端连接到输出电压。
对于⼀个降压转换器,输⼊电压必须⽐输出电压⾼,因此会在电感上形成正向压降。
相反,在状态2过程中,原来连接到输⼊电压的电感⼀端被连接到地。
对于⼀个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
干货手把手教你为DCDC转换器选择电感和电容
干货手把手教你为DCDC转换器选择电感和电容在DC/DC转换器的设计上,电感和电容器的选择特別重要,必须充分理解电路工作、电流路径、各器件担负什么工作或任务,才能选择合适的电感和电容。
本文从思考步骤、计算公式、实例上给出了如何为降压型DC/DC转换器选择合适的电感和电容。
电感的选择在设计降压型DC/DC转换器时,电感的选择很重要。
性能或特性视其选择而有极大的影响。
电感的选择步骤或电感值等的计算方法基本上标示于利用电源IC的技术规格。
电感的选定步骤首先,介绍电感选定的步骤。
1)计算必要的电感值L2)计算流向电感的最大电流(输出电流+1/2纹波电流)3)根据已计算的L值(或近似)选择已计算电感饱和电流的最大电流以上的电感(注意:在短路或瞬态状态下计算出可能会流出的最大值以上的电流,因此有以最大开关电流为基础来选择的方法)基本上根据计算并考虑余量后做决定。
余量的求取法基于公司的设计规则或经验法则。
1)电感值的计算首先,根据以下公式计算电感值。
2)电感最大电流的计算接着,根据以下公式计算电感的最大电流。
从公式和电流波形可知,ILPEAK值为ΔIL的1/2加IOUT的值。
根据已计算的电感值和电感的最大电流选择近似的电感值且饱和电流在最大电流以上的电感。
以下为选择例。
电感的选定实例条件:VIN = 12V 、VOUT = 3.3V、IOUT = 2A、r = 0.3、f SW = 380kHz 根据上述结果,饱和电流2.3A以上的10μH电感成为出发点。
之所以称为出发点,是因为此计算非绝对性,在考虑短路或瞬态状态的情况等有可能必须变更。
使电感值变化的电感电流在这里,为加深对电感工作的理解,进一步说明电感值变化时电感电流如何变化的情形。
下图表示在相同工作条件下将电感值设为0.4μH、1μH、2.2μH时ILPEAK。
从公式也可得知,当电感值L变小时,ILPEAK会増加,可以获得许多直流叠加电流。
不过,通过ILPEAK増加,有必要容许更多的直流叠加电流。
DCDC功率电感选型
(7)下表1为△I的理论计算值
4、感值标注、常见封装
5、某电感型号表
一般来说△I取20%-30%的Iout,f为DCDC开关频率
(3)根据Lmin选取L,一般略取大一点
(4)通过上面的公式计算△I,Imax
Imax=Iout+1/2△I
(5)确认电感的饱和电流要大于Imax
温升电流要大于Iout
(6)实测
因为电感的交流参数都是在100K正弦波下所测的,实际应用中会有区别,所以最后需要通过实测来确认电感是否适合。
实例:
例子:SY812012V转1.2V2A输出开关频率500K
Lmin=(12-1.2)*1.2/(2*0.3*500K*12)=3.6uH
综合考虑后,选取4.7uH
△I=0.45A(23%)
Imax=2+0.45/2=2.225A
顺络
饱和电流4.97A
温升电流3.3A
经验:建议最大电流+△I要求小于电感饱和电流的80%
DCDC功率电感(Inductor)选型
1、功率电感分类
2、电感主要参数
3、DCDC感量计算
电感过小——输出纹波大
电感过大——动态响应不好,
电感太大,太小可能会改变DCDC的工作模式
电感饱和后,电流会急剧增加,使电感温度升高,同时会影响其它元件的寿命
步骤:
(确认输出电流
(2)确认电感值
Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)
DC-DC升压和降压电路电感参数选择详解
DC-DC升压和降压电路电感参数选择详解注:只有充分理解电感在DC-DC电路中发挥的作用,才能更优的设计DC-DC电路。
本文还包括对同步DC-DC及异步DC-DC概念的解释。
DC-DC电路电感参数选择详解DC-DC电路电感的选择简介在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。
本文专注于解释:电感上的DC电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中(Fairchild典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC输出电压。
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。
在状态1过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。
在状态2过程中,电感连接到GND。
由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。
如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。
对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。
相反,在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。
对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式:V=L(dI/dt)因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。
通过电感的电流如图2所示:通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。
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DC - DC电感选型指南
一:电感主要参数意义
DC-DC外围电感选型需要考虑以下几个参数:电感量L,自谐频率f0,内阻DCR,饱和电流Isat,有效电流Irms。
电感量L:L越大,储能能力越强,纹波越小,所需的滤波电容也就小。
但是L越大,通常要求电感尺寸也会变大,DCR增加。
导致DC-DC效率降低。
相应的电感成本也会增加。
自谐频率f0:由于电感中存在寄生电容,使得电感存在一个自谐振频率。
超过此F0是,电感表现为电容效应,低于此F0,电感才表现为电感效应(阻抗随频率增大而增加)。
内阻DCR:指电感的直流阻抗。
该内阻造成I2R的能量损耗,一方面造成DC-DC降低效率,同时也是导致电感发热的主要原因。
饱和电流Isat:通常指电感量下降30%时对应的DC电流值。
有效电流Irms:通常指是电感表面温度上升到40度时的等效电流值。
二:DC-DC电感选型步骤
1 根据DC-DC的输入输出特性计算所需的最小电感量。
对于Buck型DC-DC,计算公式如下 Lmin=【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irpp
其中:
Vinmax = maximum input voltage
Vout = output voltage fsw = switching frequency
Irpp = inductor peak-to-peak ripplecurrent
通常将Irpp控制在50%的输出额定电流Irate。
则上述公式变化如下:
Lmin=2*【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irate
对于Boost型DC—DC的Lmin
电感计算公式如下:
Lmin=2*【Vinmax*(1-Vinmax/Vout)】/Fsw*Irate
2 根据电感的精度,计算出有一定裕量的电感值例如:对于20%精度的电感,考虑到5%的设计裕量。
则Dc-DC所需的电感为L=1.25*Lmin
3 确定我们所需的电感为比计算出的电感L稍大的标称电感
例如:
有一手机使用Buck型DC-DC,其输入为电池Vinmax= =4.2V,开关频率Fsw=1.2MHZ,输出电流Irate=500mA,输出电源Vout=1.2V
则其DC-DC所需的电感
Lmin= [2*1.2*(1-1.2/4.2)]/(1.2*0.5)uH=2.85uH
L=2.86uH*1.25=3.57uH.
距离3.57uH最近的一个标称电感为4.7uH,所以DC-DC外部电感选用4.7uH电感。
4 在给定的的标称电感下,考虑以下限制因素最终决定电感的选型。
1)电感自谐频率f0需10倍于开关频率Fsw以上。
2)饱和电流Isat和有效电流Irms中较低的一个需是DC-DC额定电流输出Irate的1.3倍以上。
3) DCR越低越好
4)叠层电感比绕线电感好(损耗小)
5)带屏蔽的电感比不带屏蔽的电感好。
(改善EMI)另外,电感的成本和体积也是需要权衡的。
When you are old and grey and full of sleep,
And nodding by the fire, take down this book, And slowly read, and dream of the soft look Your eyes had once, and of their shadows deep; How many loved your moments of glad grace, And loved your beauty with love false or true, But one man loved the pilgrim soul in you,
And loved the sorrows of your changing face; And bending down beside the glowing bars, Murmur, a little sadly, how love fled
And paced upon the mountains overhead
And hid his face amid a crowd of stars.
The furthest distance in the world
Is not between life and death
But when I stand in front of you
Yet you don't know that
I love you.
The furthest distance in the world
Is not when I stand in front of you
Yet you can't see my love
But when undoubtedly knowing the love from both Yet cannot be together.
The furthest distance in the world
Is not being apart while being in love
But when I plainly cannot resist the yearning
Yet pretending you have never been in my heart. The furthest distance in the world
Is not struggling against the tides
But using one's indifferent heart
To dig an uncrossable river
For the one who loves you.。