功率电感选择-EMC

ΔT=40 K |ΔL/L|<10%
IDC
2,70
Isat
3,00
Eigenres.-Frequenz self-res.-frequency
SRF
7,90
Einheit / unit tol.
礖
? 0%

typ.
C L鰐pad / soldering spec. :
[mm]
5,4
2,9

max.
A
L
47,00
DC-Widerstand / DC-resistance
@ 20癈
RDC typ
0,076
DC-Widerstand / DC-resistance
@ 20癈
RDC max
0,100
Nennstrom / rated current S鋞tigungsstrom /
saturation current
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设计贴士2 - 感值 -
感值
• 如果没有软件支持，感值的计算公式如下： BUCK
BOOST
Iout … 工作电流 Uout … 输出电压 Uin … 输入电压 fswitch … IC的开关频率
L DC (Uin Uout ) fswitch r Iout
直流电阻是决定导线热损的关键因素，也是减小功率电感功耗的另一个要素。
Ptotal
PCORE
PCu
• 磁滞损耗 • 涡流损耗
• 直流损耗 – 取决于直流电阻 • 交流损耗 – 取决于绕线结构
趋肤效应 接近效应
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设计贴士5 - 屏蔽 / 非屏蔽 -
开关频率 < 100 kHz 磁芯材料: 铁粉; 锰锌; Superflux, 镍锌, WE-Perm
开关频率 > 100 kHz….. 1000 kHz 磁芯材料: 锰锌; Superflux, 镍锌, WE-Perm
开关频率 > 1000 kHz 磁芯材料: 镍锌, WE-Perm
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• 电感选择软件与常规计算的比较
500KHz 24V
2A
L
12V
常规计算
L Uin U out U out
U in0,3Iout f
计算得出的感值是后续优化设计的起点
L 20源自文库000礖
电感选择软件
U U U L

in
(
out
out U D )
(U I in U D ) 0,3
SMALL –printed letters often make a
BIG difference
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饱和电流 • 饱和电流 ISAT
定义? 标准 ?
没有标准......
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饱和电流
有问题吗? • 请拨打产品热线获得技术支持
pm_.hotline@we-online.de
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设计贴士4 - 直流电阻 -
直流电阻
设计贴士 4
相同封装尺寸下的直流电阻值 感值越高 – 直流电阻越大 感值越低 – 直流电阻越小 感值相同，采取了屏蔽措施的电感- 直流电阻小
• 伍尔特电子的定义 – 例如： WE-PD
110
100
90
80
inductance L/Lo [ %]
70
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10 15 20
• 饱和电流通常代表在一定程度上的感值跌落
25 30 35 I [A]
饱和电流
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∆L= - 10%
L
1
(2 f )?C
设计贴士 7
选择开关频率的 1/10作为LC滤波器的截止频率 选择输出电容 (e.g. 22 μF) 计算感值
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设计贴士8 - 电感选择软件 -
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2009
WÜ RTH ELEKTRONIK EISOS GMBH & CO. KG 功率电感 – 怎样选择
- 8个设计小贴士 -
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概述
• 高效 • 发展趋势
输出电压小于 1 V 输出电流最大至 60 A 开关频率高达 5 MHz
•IC公司仿真软件支持 Texas Instruments – SWIFT / TPS40K Linear Technology – LTSpice / SwitcherCAD National Semiconductor – Webench
BOOST
I Lmax 2 Iout
饱和电流 > ILmax
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额定电流 • 额定电流 IDC
定义? 标准 ?
没有标准......
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额定电流
• 伍尔特电子的定义
Spezifikation f黵 Freigabe / specification for release
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屏蔽 / 非屏蔽
• 使用屏蔽/非屏蔽的对比
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屏蔽 / 非屏蔽
设计贴士 5 尽可能使用磁屏蔽封装的功率电感. 不要在功率电感下方布线，也不要在其上方安排电路板，因为这样会增加气隙耦合的程度。
设计贴士 3 请注意产品规格书中的定义 额定电流 功率电感的额定电流通常和直流工作条件下的自发热关联 -- 在本篇中，电感在额定电流下 自发热温升是40°C。 饱和电流 根据半导体制造厂家的推荐，饱和电流是指感值跌落10%的工作点电流。遗憾的是，在功 率电感的规格书中没有这样的标准值，常常给用户造成误解和困惑。
N L
AL
设计贴士 6 磁屏蔽电感的优点是: AL 值更高
同样的感值，直流电阻更低 线损（铜损）更低
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设计贴士7 - LC 输出滤波器 -
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LC 输出滤波器
• 得到一个干净的输出电压
shielded
unshielded
smaller leff
bigger leff
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设计贴士6 - AL 值 -
AL 值 • AL值根据有效磁路长度和磁通面积计算得出
L AL N 2
max.
7,0 12,8
A
typ.
2,9
MHz
typ.
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额定电流 • 最大温升 ∆T = 40K • 请关注 小号印刷体的数值 • 额定电流的定义也可能是 ∆T = 15K, 30K, 50K
取决于磁芯和尺寸 有时候取决于市场行为 • 也取决于直流电阻DCR
f
out
L 24V 12V (12V 0,7V )
(24V 0,7V ) 0,3 2A500kHz
L 20,567礖
尝试这些感值 18, 22, 27 µH
尝试这些感值: 18µH; 22µH; 27µH
纹波电流系数 (0.2 ~ 0.5)
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B Elektrische Eigenschaften / electrical properties :
Eigenschaften /
properties Induktivit鋞 / inductance
Testbedingungen / test conditions
1 kHz / 0,25V
Wert / value
•WE提供支持 设计工具 在产品原型设计和优化设计时能够快速查找大量的WE元件信息
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设计贴士1 - 开关频率 -
impedance
开关频率
• 磁芯材料的选择与工作频率相关
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,01
L DC Uout (1 DC )? fswitch r Iout
设计贴士 2
r 0.2 ..... 0.4
感值
感值高 – 纹波电流小 感值低 – 纹波电流大 纹波电流是决定磁芯损耗的要素. 减少功率电感损耗的重要参数不仅包括开关频率，还包括纹波电流。
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饱和电流
• 伍尔特电子与竞争对手的比较
WE-定义 = 10% 感值跌落
100% Isat = 2,47A => 相比Lo 跌落30% !
ISAT = 0,8*2,47A WE ISAT is higher
= 1,98A => 2,20A!
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电感电流
XL(Fe) „0“-400kHz
0,1
XL(MnZn)
XL(NiZn)
„0“-10MHz
„0“-40MHz
1
10
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100
f/MHz 1000
电感值
设计贴士 1
开关频率 < 100 kHz: 可供选择的磁芯材料: 铁粉, 铁氧体 开关频率 > 100 kHz: 可供选择的磁芯材料: 铁氧体 • 根据开关频率不同，磁芯材料的使用情况大致如下：
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设计贴士3 - 电感电流 -
概述
• 功率电感的电流负载可以用以下方法计算： 工具软件 (LTSpice, Webench, SWIFT, …) 逐步计算 用下面的方法做粗略计算 BUCK
I Lmax 1,5 Iout
A
C
E
B
D
? Ma rking
DATUM / DATE : 2004-10-11 Typ XL
A
12,0 ? 0,3
mm
B
12,0 ? 0,3
mm
C
8,0 max.
mm
D
8,0 ? 0,3
mm
E
5,0 ? 0,2
mm
= Start of winding
Marking = Inductance code
电感选择软件 Inductor Selector
• 计算和选择正确电感的捷径
L
设计贴士 8 电感选择器可用于 BUCK-converter BOOST-converter 要计算正确的感值，必须考虑额定电流，饱和电流和直流电阻。
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电感选择软件 Inductor Selector
Kunde / customer : Artikelnummer / part number :
744770147
Bezeichnung : description :
SPEICHERDROSSEL WE-PD POWER-CHOKE WE-PD
A Mechanische Abmessungen / dimensions :