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开关电源电感器的选用
发布时间:2022-05-31 00:14
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本文摘要:开关电源仍然以来都是电源业的主要产品。但是,随着全球对低能效产品市场需求的大大减少,传统上使用更加廉价但较低能效的线性电源市场也将改向使用开关电源。 在这一过渡时期,电源业为提升电源频率而不懈努力,以符合客户对功率更大、占用空间更加小的电源的拒绝。这种发展趋势为开关电源打开了新的市场,并使部分设计工程师面对市场对开关电源设计的市场需求。 本文将阐述为非隔绝式开关电源(SMPS)搭配电感器的基本要点。

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开关电源仍然以来都是电源业的主要产品。但是,随着全球对低能效产品市场需求的大大减少,传统上使用更加廉价但较低能效的线性电源市场也将改向使用开关电源。

在这一过渡时期,电源业为提升电源频率而不懈努力,以符合客户对功率更大、占用空间更加小的电源的拒绝。这种发展趋势为开关电源打开了新的市场,并使部分设计工程师面对市场对开关电源设计的市场需求。

  本文将阐述为非隔绝式开关电源(SMPS)搭配电感器的基本要点。所举实例合适超薄型表面贴装设计的应用于,像电压调节模块(VRM)和阻抗点(POL)型电源,但不还包括基于更大底板的系统。

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  图1典型的升压流形结构电源  图1右图为一个升压流形结构电源的架构,该构架普遍应用于输入电压大于输出电压的系统。在典型的升压流形结构电路中,当电源(Q1)开口时,电流开始通过这个电源流向输入末端,并以某一速率急剧减小,减少速率各不相同电路电感。根据楞次定律,di=E*dt/L,流到电感器的电流所再次发生的变化量相等电压除以时间变化量,再行除以这个电感值。

由于流到负载电阻RL的电流平稳减少,输入电压成正比减小。  在超过预计的电压或电流限值时,掌控集成电路将电源插入,从而使电感周围的磁场波动,并使偏置二极管D1于是以一行合,从而之后向输入电路供给电流,以后电源再次接上。这一循环反复展开,而电源的次数由掌控集成电路来确认,并将输入电压调控在拒绝的电压值上。

图2右图为在若干个电源循环周期内,流到电感器和其它升压流形电路元件上的电压和电流波形。  图2使用升压流形结构的开关电源的电源动作波形图  电感值对于在电源插入期间维持流向阻抗的电流很关键。

所以必需算数出有维持升压变换器输入电流所必须的大于电感值,以保证在输入电压和输出电流正处于最好条件下,仍需要为阻抗供应充足的电流。为确认大于的电感值,必须告诉如下信息:  输出电压范围  输入电压及其规定范围  工作频率(电源频率)  电感器纹波电流  运营模式;倒数运营模式还所谓倒数运营模式  表格1 典型的升压电源系统技术规格  下列公式用作计算出来升压变换器所需的电感值:  L1=Vo(1-Vo/(Vin-Von))/(f*dI)倒数运营模式下:dI1/2I  为了算数出有限于于电源整个运营条件的大于电感值,对参数值的自由选择必需需要确保在各项参数正处于最有利人组的条件下,所自由选择的这一电感值仍能将纹波电流维持在特定的数值范围内。而针对升压型电源,其最有利人组条件为:输出电压和频率皆正处于各自的低于数值时。此外,还要将输入电压也取为其大于规定值,以确认需要维持长时间调节功能所需的低于电感值。

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设计者可以按照自己所习惯的方式,对这些数值展开掌控,以超过最好条件正式成立的状态。  按照表格1中所所列的数据,大于电感值计算出来如下:  L1(min)=Vo(min)(1-Vo(min)/(Vin(min)-Von))/(f(min)*dI)  L1(min)=4.95V(1-4.95V/(20V-0.7V))/(693,000Hz*0.5A)  L1(min)=10.6uh  因此,在这一明确应用于中,电感器的电感值最少为10.6h,而其电流额定值也要在低于的20安培的工作电流之上,并保持足够的安全系数。

而如果自由选择一个电感值高于此最小值的电感器,就将造成升压变换器有可能无法在仅次于电流下将其输入电压维持在规定范围内。  将电感值确认以后,实际电感器的设计必需合乎涉及电气标准、系统尺寸和加装方式等容许。

许多磁性元件供应商皆获取各种型号的标准产品,可符合绝大多数的设计标准拒绝。但是,在设计中使用现货供应的标准产品,有可能造成电感器的性能和尺寸方面有所严重不足,并有可能最后对产品的销售导致有利影响。

而幸运地的是,还包括泰科电子CoEv磁性组件部在内的一些供应商,需要获取适当的自定义工程设计反对,以符合将特定电感值、电气性能和外形容许拒绝融合在一款几乎成熟期的产品上,增进设计的线性规划。充分利用了业界的专业技术,从而仅次于程度地延长了设计和测试的时间,加快产品的上市。


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