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BUCK电路的电感选型

jf_78858299 来源:射频工程师的日常 作者: CC 2023-04-30 16:36 次阅读

上一节带大家了解了一下BUCK电路的反馈电阻和自举电容的问题,从原理上分析了下组成BUCK电路的各个元器件的作用。又有人问了,面试中经常被问到BUCK的功率电感怎么选型?

电感的哪些参数是选型时需要注意的呢?如果同一个BUCK转换芯片从12转5V变成12V转3.3V,电感又咋变化呢?

今天和大家聊一下电感的选型问题。

首先回顾下电感的主要参数,以SPM5030-HZ型电感为例,datasheet中会给出电感值、DCR、自谐振频率以及额定电流大小等。

1. 电感的感值

电感的感值是电感选型的重要参数,同样也是影响BUCK电路的纹波电流和负载相应的重要参数。

图片

2. 自谐振频率

由于电感中寄生电容的存在,导致有谐振频率,低于自谐振频率才有电感效应,若高于自谐振频率为容性,频率选择时要在感性范围内。

图片

3. 直流等效电阻DCR

直接等效电阻DCR值过大会影响电路的效率同时会导致电路发热。

图片

4. 电感电流

电感电流分为饱和电流Isat和温升电流Irms。饱和电流Isat定义为电感量下降20%对应的电流,温升电流Irms是电感自发热使温度上升40°C的电流。电感选型时,峰值电流应小于饱和电流和温升电流的最小值。

图片

以MP2451芯片为例,看电感如何选型,3.3V输出电压应用电路如下:

图片

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**从Datasheet可以看出,有3种方法计算电感值。

**

  1. Datasheet推荐电感型号:

图片

图片

**2. 使用DCDC在线设计师计算出电感值。

**

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**3. 理论计算

**

电感值L计算:

图片

其中VOUT是输出电压,VIN是输入电压,fS是开关频率,ΔIL是纹波电流。

输出电压为5V时,电感最小值为8uH。

图片

输出电压为3.3V时,电感最小值为6.65uH。

图片

电感峰值电流计算:

图片

图片

其中ILOAD是负载电流。

电感最小峰值电流为0.69A。

图片

综上,这3种计算方法电感值计算出来不一样,设计的时候需要综合评估,首先根据应用电路推荐值选取,调试的时候可以进行更换同封装不同值的就可以了。

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