如何选用开关电源的电感器?
开关电源中电感器的选择我觉得需要关注以下特性:
电感器的饱和电流电源的纹波电压要求
下面我以BUCK电路为例进行简要介绍,BUCK电路的工作原理是:
当开关管Q1导通时,输入电压通过电感器对输出电容C1充电,电感两端的电压是左端高、右端低,电感上的电流线性上升,开关管管前一刻电流达到最大值;
当开关管Q1关断后,电感量上存储的能量通过续流二极管D1续流,此时电感两端的电压变成了左端低右端高,这段时间电感上的电流又线性下降,在开关管下一次导通前达到谷底。
所以稳态期间,电感上的电流是一个三角波,为了让电源正常、可靠的工作,设计者需要确保电感上的电流峰值不能超过电感量的饱和电流值。
那么下一个问题是最大电流与那些因素有关?
我这里就不作详细的推导说明了,直接上结果,电感量上流过的最大电流与电感器本身的电感量、输入电压、输出电压、负载电流、载波频率有关,即
BUCK电路的纹波电压和上面说的电感器上的电流有关,电容其实是有等效串联电阻(ESR)的,电容的特性是\隔直通交\,所以电感量上的电流之交流成分会流过电容,这样在电容等效串联电阻上就会产生压降,该压降即为纹波电压的重要组成部分。
另一部分是电感电流对输出电容的充放电引起的。
因此,通过增大电感量或并联电容的方式降低纹波电压。
在开关电源里面电感一般只是启退藕、滤波作用,感抗大小不会影响开关电源工作的,所以选择电感不是开关电源设计重要因素,大点小点关系不大。
电感值对于在开关断开期间保持流向负载的电流很关键。所以必须算出保持降压变换器输出电流所必需的最小电感值,以确保在输出电压和输入电流处于最差条件下,仍能够为负载供应足够的电流。