升降压电感选择
SD42560(专业版)
打印名称 SD42560 SD42560 SD42560E SD42560E
材料 无铅 无铅 无铅 无铅
包装 料管 编带 料管 编带
杭州士兰微电子股份有限公司
版本号：1.1 2010.10.20 共13页 第1页
SD42560 说明书
内部框图
4 SENSE+
杭州士兰微电子股份有限公司
版本号：1.1 2010.10.20 共13页 第4页
SD42560 说明书
片内部接通，提高了芯片的启动速度。通过控制外部 PWM 信号的占空比可以调节输出电流的大 小。
SD42560 PWM 调光时芯片内部最小的建立时间小于 20μS，PWM 最高调光比可以达到 500：1。当需要高的调光比时，调光频率推荐 500Hz 以下，调光比要求不高时，调光频率可以达 到 2kHz。
IPWM1 FPWM VCOMP OVP VDD VIN-VSENSE TSD
VPWM=5V
不加负载，开路 BOOST，负载断开 空载 VIN 与 SENSE 压差
14
15
18
100
2000
1.6 1.9 2.2
38
40
42
5.0 5.2 5.4
--
100
--
160
TSD-hys
30
单位 V mA μA Ω
升压模式的工作原理为：在一个工作周期的开始时，内部振荡器输出触发信号，将芯片内部 功率管导通，SW 输出低电平，VIN，电感和内部开关管，GND 组成通路，给电感储能，电感上的 电流增加。LED 上的电流通过 SENSE-和 SENSE+进行采样，将采样值与阈值进行误差放大，输 出信号再与功率管的峰值电流进行比较，当功率管的峰值电流值达到误差放大输出值时，功率管 截止。VIN，电感，肖特基，RS，LED，GND 组成的回路给 LED 供电，供电电压为 VIN＋电感上的 压降，电感电流降低。在下一个时钟到来时，开关管开通，进入下一个开关周期。
升降压dcdc拓扑
升降压DC-DC拓扑1. 概述升降压DC-DC拓扑是一种电力转换器拓扑结构，用于将输入电压进行升压或降压转换，以适应不同电路或设备的电源需求。
该拓扑结构具有高效、可靠、稳定的特点，被广泛应用于各种电子设备和电路中。
2. DC-DC拓扑结构升降压DC-DC拓扑主要有以下几种结构：2.1 升压拓扑升压拓扑将输入电压提升到更高的输出电压。
常见的升压拓扑有Boost拓扑、Flyback拓扑和SEPIC拓扑等。
2.1.1 Boost拓扑Boost拓扑是一种基本的升压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
工作原理是通过周期性地开关开关管，将电感储存的能量传递给输出电容，从而提升输出电压。
2.1.2 Flyback拓扑Flyback拓扑也是一种常见的升压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
与Boost拓扑不同的是，Flyback拓扑通过储存能量在电感中，然后在开关断开时将能量传递给输出电容，从而提升输出电压。
2.1.3 SEPIC拓扑SEPIC拓扑是一种特殊的升压拓扑结构，适用于输入电压范围波动较大的应用场景。
它由两个电感、两个开关管和一个输出电容组成。
SEPIC拓扑可以实现输入电压的升压和降压转换。
2.2 降压拓扑降压拓扑将输入电压降低到更低的输出电压。
常见的降压拓扑有Buck拓扑和Buck-Boost拓扑等。
2.2.1 Buck拓扑Buck拓扑是一种基本的降压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
工作原理是通过周期性地开关开关管，将输入电压分段传递给输出电容，从而降低输出电压。
2.2.2 Buck-Boost拓扑Buck-Boost拓扑是一种特殊的降压拓扑结构，适用于输入输出电压都可变的应用场景。
它由一个开关管、两个电感和一个输出电容组成。
Buck-Boost拓扑可以实现输入电压的降压和升压转换。
3. DC-DC拓扑的工作原理DC-DC拓扑的工作原理可以简单描述为：1.输入电压通过开关管控制，分别传递给电感或输出电容。
升降压电路原理分析
升降压电路原理分析
在升压情况下，输入电压经过变压器的原边线圈，产生一个交流磁场。
这个交流磁场再经过副边线圈时，产生一个与原边线圈相耦合的交流电压。
由于副边线圈的匝数比原边线圈高，所以输出电压会比输入电压高。
升压电路一般由一个开关管和一个滤波电容组成。
开关管在周期性地
开关和闭合，使得输入电压以脉冲的形式输入到变压器的原边线圈。
当开
关管关闭时，变压器的原边线圈产生一个峰值电流，将能量储存到磁场中。
当开关管打开时，储存在磁场中的能量被释放到副边线圈，产生一个较高
的输出电压。
滤波电容用于平滑输出电压，减少波动。
在降压情况下，输入电压先通过滤波电容平滑处理，再输入到变压器
的副边线圈。
由于副边线圈的匝数比原边线圈低，所以输出电压会比输入
电压低。
降压电路一般由一组开关管、滤波电容和电感组成。
开关管周期
性地开关和闭合，使得输入电压以脉冲的形式输入到变压器的副边线圈。
当开关管关闭时，储存在副边线圈中的能量被释放到负载电路中，产生一
个较低的输出电压。
单电感升降压充电宝原理
单电感升降压充电宝原理今天来聊聊单电感升降压充电宝的原理，这可是个很有趣的东西呢。
你们有没有过这样的经历，就是手机快没电了，可充电宝的输出电压和手机需要的电压不太一样，但充电宝还是能给手机充电，这其中的奥秘就和单电感升降压电路有关。
通俗来讲，电就像水流一样，电压呢就像是水压。
在单电感升降压电路里啊，这个电感就像是一个可调节的水坝。
当要升压的时候，想象一下，从池塘（电源端）来的水流不大（电压低），但是我们想把水送到更高的水箱（负载端，类似高电压需求的手机）里去。
这时候电感这个水坝先把水储存起来，等到合适的时候突然开闸放水，这样水流的冲击力（电压）就变强了，从而实现了升压。
而降压就像是反过来，大的水压（高电压输入）来的时候，电感水坝慢慢地把一部分水放走，使得流到另一个小水桶（低电压需求的设备）里的水压减小了，这就达到了降压的目的。
有意思的是，这个过程可不只是简单的拦截和放出水流这么简单。
这里面涉及到很多的电子元件之间的配合。
其实电感它本来并不会主动变压，是因为它和其他的元件，像电容、二极管、开关管（这里的开关管就像是控制水坝开闸关闸的闸门管理员）之类的共同协作。
比如说，当开关管开始工作，打开或者关闭电路的时候，电感里的电流就会发生变化，这个变化又会引起电容的充放电，进而影响到整个电路的电压。
说到这里，你可能会问，那怎么知道什么时候该升压什么时候该降压呢？这就需要电路里的控制芯片了，这个控制芯片就像是一个聪明的管理员，它能检测到输入和输出的电压情况，然后发出指令，告诉开关管什么时候该怎么工作，就像管理员根据水坝前后的水位差来决定闸门的操作一样。
实际应用案例那可太多了。
我们常见的那种能兼容多种设备充电的充电宝，很多都是采用了单电感升降压技术。
因为不同的设备，像手机、平板电脑、智能手表等，它们对充电电压的要求是不一样的。
没有这个升降压技术，可能一个充电宝只能给特定电压设备充电，那多不方便。
但老实说，我一开始也不明白这中间电感到底是怎么在升与降之间精确转换的。
升降压电路原理分析
BUCK BOOST电路原理分析电源网讯Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。
Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。
开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输入侧，称为升压电感。
Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。
Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式。
LDO的特点：① 非常低的输入输出电压差② 非常小的内部损耗③ 很小的温度漂移④ 很高的输出电压稳定度⑤ 很好的负载和线性调整率⑥ 很宽的工作温度范围⑦ 较宽的输入电压范围⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输入电压Ui，极性相同。
（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。
（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。
如何为开关电源选择合适的电感完整版
如何为开关电源选择合适的电感中心议题：电感的特点降压型开关电源的电感选择升压型开关电源的电感选择解决方案：计算降压型开关电源的电感值计算升压型开关电源的电感值电感是开关电源中常用的元件,由于它的电流、电压相位不同,所以理论上损耗为零;电感常为储能元件,也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上,用来平滑电流;电感也被称为扼流圈,特点是流过其上的电流有“很大的惯性”;换句话说,由于磁通连续特性,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的电压尖峰;电感为磁性元件,自然有磁饱和的问题;有的应用允许电感饱和,有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和,也有的应用不允许电感出现饱和,这要求在具体线路中进行区分;大多数情况下,电感工作在“线性区”,此时电感值为一常数,不随着端电压与电流而变化;但是,开关电源存在一个不可忽视的问题,即电感的绕线将导致两个分布参数或寄生参数,一个是不可避免的绕线电阻,另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容;杂散电容在低频时影响不大,但随频率的提高而渐显出来,当频率高到某个值以上时,电感也许变成电容特性了;如果将杂散电容“集中”为一个电容,则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性;当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时,不妨考虑下面几个特点：1.当电感L中有电流I流过时,电感储存的能量为：E＝0.5×L×I212.在一个开关周期中,电感电流的变化纹波电流峰峰值与电感两端电压的关系为：V＝L×di/dt2由此可看出,纹波电流的大小跟电感值有关;3.就像电容有充、放电电流一样,电感器也有充、放电电压过程;电容上的电压与电流的积分安·秒成正比,电感上的电流与电压的积分伏·秒成正比;只要电感电压变化,电流变化率di/dt也将变化；正向电压使电流线性上升,反向电压使电流线性下降;计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要;从图1可以看出,流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成,因为交流分量具有较高的频率,所以它会通过输出电容流入地,产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR;这个纹波电压应尽可能低,以免影响电源系统的正常操作,一般要求峰峰值为10mV~500mV;纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸,纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%,因此对降压型电源来说,流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%;降压型开关电源的电感选择为降压型开关电源选择电感器时,需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大纹波电流、占空比;下面以图2为例说明降压型开关电源电感值的计算,首先假设开关频率为300kHz、输入电压范围12V±10%、输出电流为1A、最大纹波电流300mA;最大输入电压值为13.2V,对应的占空比为：D＝Vo/Vi＝5/13.2＝0.3793其中,Vo为输出电压、Vi为输出电压;当开关管导通时,电感器上的电压为：V＝Vi－Vo＝8.2V4当开关管关断时,电感器上的电压为：V＝-Vo－Vd＝-5.3V5dt＝D/F6把公式2/3/6代入公式2得出：升压型开关电源的电感选择对于升压型开关电源的电感值计算,除了占空比与电感电压的关系式有所改变外,其它过程跟降压型开关电源的计算方式一样;以图3为例进行计算,假设开关频率为300kHz、输入电压范围5V±10%、输出电流为500mA、效率为80%,则最大纹波电流为450mA,对应的占空比为：D＝1－Vi/Vo＝1－5.5/12＝0.5427D=1-23.76/36=34%当开关管导通时,电感器上的电压为：V＝Vi＝5.5V823.76当开关管关断时,电感器上的电压为：V＝Vo＋Vd－Vi＝6.8V912.54把公式6/7/8代入公式2得出：359uH最大纹波电流为0.542的情况下161.568uH最大纹波电流为1A的情况下请注意,升压电源与降压电源不同,前者的负载电流并不是一直由电感电流提供;当开关管导通时,电感电流经过开关管流入地,而负载电流由输出电容提供,因此输出电容必须有足够大的储能容量来提供这一期间负载所需的电流;但在开关管关断期间,流经电感的电流除了提供给负载,还给输出电容充电;一般而言,电感值变大,输出纹波会变小,但电源的动态响应也会相应变差,所以电感值的选取可以根据电路的具体应用要求来调整以达到最理想效果;开关频率的提高可以让电感值变小,从而让电感的物理尺寸变小,节省电路板空间,因此目前的开关电源有往高频发展的趋势,以适应电子产品的体积越来越小的要求。
直流可调稳压电源的电感与电容选择与设计
直流可调稳压电源的电感与电容选择与设计现代电子设备对电源质量要求越来越高，而直流可调稳压电源在各个领域中得到广泛应用。
而在设计直流可调稳压电源时，电感与电容的选择是非常关键的步骤。
本文将介绍直流可调稳压电源中电感与电容的选择与设计要点。
一、电感的选择与设计1. 距离选择：在选择电感时，应考虑电感与其他元件之间的距离。
距离太长会导致电感元件产生感性耦合的问题，影响电源的稳定性。
因此，应选择距离较近的电感元件。
2. 频率响应：电感的频率响应特性对直流可调稳压电源的性能也有一定影响。
一般来说，对于频率较高的应用，应选择频率响应较好的电感元件。
而对于稳压要求较高的应用，可以选择具有较平缓频率响应的电感元件。
3. 电感值的选择：电感值的选择应根据具体的设计要求来决定。
一般来说，较小的电感值可以提供较快的响应速度，适用于对动态性能要求较高的应用。
而较大的电感值可以提供较好的稳定性，适用于对稳定性要求较高的应用。
4. 饱和电流：在选择电感元件时，还需要考虑其饱和电流。
电感元件的饱和电流应大于电源输出的最大工作电流，以确保电感元件能够正常工作并不发生损坏。
二、电容的选择与设计1. 电容值的选择：电容值的选择应根据直流可调稳压电源的输出电流来确定。
一般来说，较小的电容值可以提供较快的响应速度，适用于对动态性能要求较高的应用。
而较大的电容值可以提供较好的稳定性，适用于对稳定性要求较高的应用。
2. 电容的额定电压：在选择电容时，还需要考虑其额定电压。
电容的额定电压应大于直流可调稳压电源的最大输出电压，以确保电容能够正常工作并不发生损坏。
3. 电容的引出方式：根据具体的设计要求，选择合适的电容引出方式。
常见的引出方式有脚针式、贴片式等。
脚针式电容适用于手工焊接，而贴片式电容适用于自动化生产。
4. 电容的温度特性：在选择电容时，还需要考虑其温度特性。
温度特性良好的电容能够在较宽的温度范围内保持稳定性能，适应不同环境条件。
升降压电路工作原理
升降压电路工作原理在电子设备中，升降压电路是非常常见的一种电路结构。
它可以将输入电压转换为高于或低于输入电压的输出电压，以满足不同电子元件的电压要求。
升降压电路的工作原理基于电感和电容的特性，通过控制开关管的导通和断开来实现电压的升降。
升降压电路主要由开关管、电感、电容和滤波电路组成。
开关管可以是晶体管、场效应管或者双向导通管等。
在升压电路中，当开关管导通时，电流通过电感，电感储存能量。
当开关管断开时，电感释放储存的能量，使电流通过电容，从而提高输出电压。
在降压电路中，工作原理相反，当开关管导通时，电流通过电容，电容储存能量；当开关管断开时，电容释放储存的能量，使电流通过电感，从而降低输出电压。
升降压电路的关键是控制开关管的导通和断开。
这可以通过控制开关管的驱动信号来实现。
驱动信号可以是固定频率的脉冲信号，也可以是根据输出电压变化而变化的脉冲信号。
当输出电压低于设定值时，驱动信号使开关管导通，电路开始工作，电压开始升高或降低。
当输出电压达到设定值时，驱动信号使开关管断开，电路停止工作，电压保持在设定值。
升降压电路中的电感和电容起到储能和滤波的作用。
电感的储能作用使得电流连续性地通过电容，从而实现电压的升降。
电容的滤波作用可以滤除电路中的高频噪声，保证输出电压的稳定性。
滤波电路通常由电感和电容组成，其参数的选择和电路的设计需要根据实际需要和性能要求进行调整。
升降压电路的工作原理可以通过数学模型进行分析和计算。
但在本文中，我们避免使用数学公式和计算公式，以便更好地理解和描述升降压电路的工作原理。
升降压电路的工作原理可以用简单的语言描述如下：通过控制开关管的导通和断开来实现电压的升降。
开关管导通时，电感储存能量，电压升高；开关管断开时，电容释放能量，电压降低。
驱动信号控制开关管的导通和断开，使电路工作在设定的电压范围内。
升降压电路是一种常见的电路结构，它通过控制开关管的导通和断开来实现电压的升降。
升降压电路的工作原理基于电感和电容的特性，通过储存和释放能量来实现电压的升高或降低。
DC-DC升压和降压电路电感参数选择
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。
BOOST电路的电感选择
BOOST电路的电感选择BOOST升压电路的电感、电容计算已知参数：输入电压：12V --- Vi输出电压：18V ---Vo输出电流：1A --- Io输出纹波：36mV --- Vpp工作频率：100KHz --- f*************************************************************** *********1：占空比稳定工作时，每个开关周期，导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少，即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入，don=0.5722：电感量先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io)，参数带入，Lx=38.5uH,deltaI=Vi*don/(L*f)，参数带入，deltaI=1.1A当电感的电感量小于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加变化较明显，当电感的电感量大于此值Lx时，输出纹波随电感量的增加几乎不再变小，由于增加电感量可以减小磁滞损耗，另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH，deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入，deltaI=0.72A，I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(1/2)*deltaI，参数带入，I1=1.2A,I2=1.92A3：输出电容：此例中输出电容选择位陶瓷电容，故ESR可以忽略C=Io*don/(f*Vpp),参数带入，C=99.5uF，3个33uF/25V陶瓷电容并联4：磁环及线径：查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2)，参数带入，irms=1.6A 按此电流有效值及工作频率选择线径其他参数：电感：L 占空比：don初始电流：I1 峰值电流：I2 线圈电流：Irms输出电容：C 电流的变化：deltaI 整流管压降：Vd。
DCDC如何选择电感与电容（超实用、经典）
DCDC如何选择电感与电容（超实用、经典）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。
以TPS6220x为例，对大多数应用而言，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％。
如等式1所示，较高的VIN或VOUT也会增加纹波电流。
电感器当然必须能够在不造成磁芯饱和(意味着电感损失)情况下处理峰值开关电流。
以增加输出电压纹波为代价，使用低值电感器便可提高输出电流变化速度，从而改善转换器的负载瞬态响应。
dcdc的参数及使用注意事项(电感储能型)
一、常用指标。
1，开关频率。
开关频率F=1/T=1/(T ON + T OFF).开关频率低，由于开和关的时间都比较长，因此为了输出不间断的需要，需要把电感值加大点，这样可以让电感可以存储更多的磁场能量。
同时，由于每次开关比较长，能量的补充更新没有如频率高时的那样及时，从而电流也就会相对的小些。
更高频率DCDC有很多优势。
目前开关频率已达到数百KHz甚至上千KHz，开关频率的提高，会使脉冲变压器、滤波电感、电容的体积、重量都大大减小。
频率越高，所需要的电感的感值就越小，电感线圈的圈数越少，直流阻抗越低。
频率越高，所需要的电容的容值就越小，电容的体积越小。
开关频率提高，也会使瞬时响应更快。
高频率也会带来一些缺点。
主要缺点就是效率会降低，热耗散也会增加。
开关频率的倍频会对射频系统造成干扰。
2，纹波系数和噪声。
DCDC开关电源工作在高频开关状态，会产生传导干扰和辐射干扰。
如无特别要求，一般纹波电流控制在不超过平均电感电流的两成。
Buck降压型DCDC的纹波系数为：可知，要想降低纹波电压ΔV O，除与输出电压有关外，增大储能电感L和滤波电容C可以起到显著效果，提高半导体开关电源器件的工作频率也能收到同样的效果。
Boost升压型DCDC的纹波系数为：可知，要想降低纹波电压ΔV O，除与输出电压有关外，增大滤波电容C可以起到显著效果，提高半导体开关器件的工作频率也能收到同样的效果。
Buck-Boost升降压型DCDC的纹波系数为：电感储能型DC/DC是电源噪声和开关辐射噪声(EMI)的来源。
宽带 PFM 电感式 DC/DC 变换器会在宽频带内产生噪声。
可采取提高电感式DC/DC变换器的工作频率，使其产生的噪声落在系统的频带之外。
电荷泵不使用电感，因此其 EMI影响可以忽略。
泵输入噪声可以通过一个小电容消除。
3，输入电压。
电感式DC/DC 变换器的最小输入电压可以做的较小，比如电池供电专用电感式DC/DC 变换器可在低至1V甚至更低的电压下启动工作，因此非常适合用于单节电池供电的电子设备。
电源芯片选型
①明确输入电压（或范围）和输出电压，根据输入输出的大小关系决定选择降压、升压或升降压芯片。
如果是降压，则可以选择线性稳压器、电容式DC-DC（即电荷泵）或降压DC-DC（当然升/降压DC-DC也可以，考虑到性价比没有必要这样选）；如果是升压或者升/降压，则只能选择DC-DC转换器（电容式或者电感式升压DC-DC）！②如果是降压，考虑效率，需要计算输入与输出之间的压差。
若这个压差很小（远远小于1 V），则可以考虑选择低压差线性稳压器（LDO）；若这个压差在1 V以上，则可以考虑选择普通线性稳压器或者电感式降压DC-DC。
如果对效率没有要求，两种线性稳压器都可以的情况下，追求更低成本则可以选用普通线性稳压器。
③在线性稳压器和DC-DC稳压器都可以的情况下，若把转换效率放在第一位，则可以选择DC-DC稳压器；若对价格限制得很严格，并且要求较小的纹波和噪声，则可以考虑选用线性稳压器。
④在使用电池供电时，若要求较长的电池使用时间，需要优先考虑效率，无论是升压、降压、升/降压都可以选用DC-DC转换器。
为获得较高的效率，此时需要参照DC-DC转换器芯片手册里边的效率随负载电流变化曲线，要根据负载电流选择合适的DC-DC转换器，确保稳压器达到较高的效率。
⑤为保证电池供电系统电源负荷变化较大应用的效率，最好选择 PFM/PWM自动切换控制式的 DC-DC变换器。
PWM的特点是噪音低、满负载时效率高且能工作在连续导电模式，PFM 具有静态功耗小，在低负荷时可改进稳压器的效率。
当系统在重负荷时由PWM控制，在低负荷时自动切换到PFM控制，这样能够兼顾轻重负载的效率。
在备有待机模式的系统中，采用PFM/PWM切换控制的DC-DC稳压器能够得到较高效率。
这样的电源芯片有TPS62110/62111/62112/62113、MAX1705/1706、NCP1523/1530/1550等。
⑥不要“大牛拉小车”或“小牛拉大车”。
可调电感的型号选择以及调节方法
可调电感的型号选择以及调节方法如何选择模压可调电感的型号是很多工程师关心的问题，我们知道，电感是被动元件，在电路中配合电容电阻等元件使用，完成滤波、升降压、谐振、选频等作用，以下介绍电感的种类及基本参数：按结构分类电感器按其结构的不同可分为线绕式电感器和非线绕式电感器(多层片状、印刷电感等)，还可分为固定式电感器和可调式电感器。
按贴装方式分：有贴片式电感器，插件式电感器。
按工作频率分类：电感按工作频率可分为高频电感器、中频电感器和低频电感器。
按用途分类：电感器按用途可分为振荡电感器、校正电感器、阻流电感器、滤波电感器、隔离电感器、被偿电感器等。
电感的主要特性参数1 电感量L电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。
除专门的电感线圈(色码电感)外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。
2 感抗XL电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。
它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πf L3 品质因素Q品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量，Q为感抗XL与其等效的电阻的比值，即：Q=XL/R。
线圈的Q值愈高，回路的损耗愈小。
线圈的Q值与导线的直流电阻，骨架的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。
线圈的Q值通常为几十到几百。
采用磁芯线圈，多股粗线圈均可提高线圈的Q 值。
4 分布电容线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。
分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。
采用分段绕法可减少分布电容。
5 允许误差：电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。
6 标称电流：指线圈允许通过的电流大小，通常用字母A、B、C、D、E分别表示，标称电流值为50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。
可调电感的调节方法电源中改变电感大小的方法通常有两种方法。
一：方法是采用带螺纹的软磁铁氧体，改变铁心在线圈中的位置；二：采用滑动开关，改变线圈匝数，从而改变电感器的电感量。
SD42560说明书_1.2-L
5. PCB 布版注意事项 合理的 PCB 布局 对于最大程度保证系统稳定性以及低噪声来说很重要。使用多层 PCB 板是
避免噪声干扰的一种很有效的办法。SW 端处在快速开关的节点，所以 PCB 走线应当尽可能的 短，另外芯片的 GND 端应保持尽量良好的接地。
布板时需要注意，电感应当距离 SW 管脚尽可能的近一些，否则会影响整个系统的效率。另 外一个需要注意的事项是尽量减小 RS 两端走线引起的寄生电阻，以保证采样电流的准确。
杭州士兰微电子股份有限公司
版本号：1.2 2011.08.19 共13页 第6页
典型应用电路图
SD42560 说明书
5～36V 输入电压，350mA 输出降压 LED 驱动电路（Vin>Vout）
1.6 1.9 2.2
输出过压保护
OVP BOOST，负载断开
38
40
42
VDD 电压 采样电压阈值
VDD
空载
VIN-VSENSE VIN 与 SENSE 压差
5.0 5.2 5.4
--
100
--
温度保护阈值
TSD
--
160
--
温度保护回滞
TSD-hys
--
30
--
说明：考虑效率等因素，升降压模式下，输入电压建议小于 25V。
元器件选择
1. 输入电容选择 输入电容在功率管导通的时候提供脉冲电流，功率管截止的时候电源对电容充电，由此来保
持输入电压的稳定性。在开关频率处，输入电容阻抗要比输入源阻抗小，以避免高频开关电流从 输入源流入。输入电容建议使用大于 10μF 的电容，这样可以更好的减小从输入源抽出的峰值电流 并且减小输入开关噪声。布板时输入电容尽可能离输入脚近一些。
升压和升降压环路计算等效电感计算
升压和升降压环路计算等效电感计算升压环路计算：假设升压环路上有一个电容器 C，一个电感 L 和一个升压开关 S，输入电压为 Vin，输出电压为 Vout。
根据基尔霍夫电压定律，Vin = Vout + VL + VC，其中 VL 是电感 L 上的电压，VC 是电容 C 上的电压。
因为开关 S 把电感 L 断开时，电容 C 上的电压为 Vin，所以有 VL = L * (di/dt) = Vout，其中di/dt 为电流变化率。
根据上面的公式重新整理一下，可以得到 VL = Vout 和 VC = Vin - Vout。
假设开关 S 关闭的时间为 T，上述电路稳定后电感 L 上的电流 i 是一个周期函数，其峰值电流为 I_pk。
根据平均值定理 (Average Value Theorem)，可以得到：Vout = (1/T) * ∫[0, T] (i * L * di/dt) dt其中∫[0, T] (i * L * di/dt) dt 表示在一个周期 T 内电路存储在电感 L 中的能量。
因为这个能量与 C 和 S 没有关系，所以可以把它看成是等效电感 L_eq。
因此，可以得到 L_eq = (1/2) * I_pk^2 * T / (Vout * (Vin - Vout))升降压环路计算：假设升降压环路上有一个电容器 C1，一个电感 L1 和一个升压开关 S1，有一个电容器 C2，一个电感 L2 和一个升降压开关 S2，输入电压为 Vin，输出电压为 Vout。
假设 S1 开关周期为 T1，S2 开关周期为 T2，L1 上峰值电流为 I1_pk，L2 上峰值电流为 I2_pk。
升压状态下，有 VL1 = L1 * (di1/dt) = Vout 和 VC1 = (Vin - Vout)；升降压状态下，有 VL1 + VL2 = L1 * (di1/dt) + L2 * (di2/dt) = Vout 和 VC1 = VC2 = (Vin - Vout) / 2。
四管升降压拓扑
四管升降压拓扑
常用的四管升降压拓扑有以下几种：
1.带反激二极管的升压变换器。
该拓扑电路中包含两个半桥电路，每个半桥电路包含两个功率管和一个反激二极管。
输入电压先通过输入电感L1进入两个半桥电路中的电容C1和C2，然后通过两组功率管T1T2和T3T4开关控制，产生高频交流信号。
此时，经过交流变压器T和输出电容C3的电压得到升压。
2.带有反激二极管的降压变换器。
该拓扑电路同样包含两个半桥电路，每个半桥电路也包含两个功率管和一个反激二极管。
输入电压依旧通过输入电感L1进入两个半桥电路中的电容C1和C2，然后通过两组功率管T1T2和T3T4开关控制，产生高频交流信号。
此时，通过输出电感L2和二极管D1的方式，可以实现降压变换。
3.交替升降压变换器。
该拓扑电路中仅包含一个半桥电路，其中一个功率管和另一个反激二极管并联，另一个功率管和独立的二极管并联。
输入电压通过输入电感
L1进入电容C1和C2，然后通过两个功率管和两个反激二极管交替开关造成高频振荡，从而实现升降压变换。
4. Flyback变换器。
Flyback变换器是一种常见的四管升降压拓扑，它采用输入电感和输出电感共同绕制的交流变压器，通过变压器的二次侧电流的开关控制来实现升降压变换。
输入电压依旧通过输入电感进入电容，然后经过输出电感
回到输入侧，从而在变压器的电感存储器中得到储能，在开关管闭合时将能量释放给负载。
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为开关电源选择合适的电感
电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。
电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。
电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。
换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。
电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。
有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。
大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。
但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。
杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。
如果将杂散电容“集中”为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。
当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点：
1.当电感L中有电流I流过时，电感储存的能量为：
E＝0.5×L×I2(1)
2.在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为：
V＝(L×di)/dt(2)
由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。
3.就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。
电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。
只要电感电压变化，电流变化率di/dt也将变化；正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。
计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要。
从图1可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×RE SR。
这个纹波电压应尽可能低，以免影响电源系统的正常操作，一般要求峰峰值为10mV~500mV。
图1：开关电源中电感电流。
纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸，纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%，因此对降压型电源来说，流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。
降压型开关电源的电感选择
为降压型开关电源选择电感器时，需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大纹波电流、占空比。
下面以图2为例说明降压型开关电源电感值的计算，首先假设开关频率为300kHz、输入电压范围12V±10%、输出电流为1A、最大纹波电流300mA。
最大输入电压值为13.2V，对应的占空比为：
D＝Vo/Vi＝5/13.2＝0.379(3)
其中，Vo为输出电压、Vi为输出电压。
当开关管导通时，电感器上的电压为：
V＝Vi－Vo＝8.2V(4)
当开关管关断时，电感器上的电压为：
V＝-Vo－Vd＝-5.3V(5)
dt＝D/F(6)
得出：
把公式2/3/6代入公式2
对于升压型开关电源的电感值计算，除了占空比与电感电压的关系式有所改变外，其它过程跟降压型开关电源的计算方式一样。
以图3为例进行计算，假设开关频率为300kHz、输入电压范围5V±10%、输出电流为500mA、效率为80%，则最大纹波电流为450mA，对应的占空比为：
D＝1－Vi/Vo＝1－5.5/12＝0.542(7)
图3：升压型开关电源的电路图。
当开关管导通时，电感器上的电压为：
V＝Vi＝5.5V(8)
当开关管关断时，电感器上的电压为：
V＝Vo＋Vd－Vi＝6.8V(9)
把公式6/7/8代入公式2得出：
请注意，升压电源与降压电源不同，前者的负载电流并不是一直由电感电流提供。
当开关管导通时，电感电流经过开关管流入地，而负载电流由输出电容提供，因此输出电容必须有足够大的储能容量来提供这一期间负载所需的电流。
但在开关管关断期间，流经电感的电流除了提供给负载，还给输出电容充电。
一般而言，电感值变大，输出纹波会变小，但电源的动态响应也会相应变差，所以电感值的选取可以根据电路的具体应用要求来调整以达到最理想效果。
开关频率的提高可以让电感值变小，从而让电感的物理尺寸变小，节省电路板空间，因此目前的开关电源有往高频发展的趋势，以适应电子产品的体积越来越小的要求。