スイッチング電源設計の選択インダクタンス

ます。http://www.21ic.com/app/power/201506/631261.htmより転載

インダクタ電流の深さ分析

回路のインダクタDC / DC選択

唯一の完全DC / DC回路のより良い設計するために、インダクタのDC / DC回路の役割を理解しています。また、本明細書中にDC / DCおよび概念非同期同期DC / DCの説明が含まれていました。

スイッチング電源の設計にもたらすために設計エンジニアインダクタ多くの課題。エンジニアインダクタンス値を選択するだけでなく、インダクタンスは現在、巻線抵抗、機械的な寸法などに耐えることができます考慮すべきではないだけ。この記事では、解釈に焦点を当て:インダクタンスのDC電流の影響を。これは、適切なインダクタを選択するために必要な情報を提供します。

インダクタンスの機能を理解します

インダクタは、多くの場合、LCフィルタ回路Lのスイッチング電源出力端子(Cで出力容量)として理解されます。この理解は正しいのですが、インダクタの設計を理解するために、インダクタの行動をよりよく理解する必要があります。一方で

降圧コンバータでは、インダクタの端部は、DC出力電圧に接続されています。他端はスイッチド入力電圧又はGNDのスイッチング周波数に接続されています。

状態1の処理において、入力電圧(ハイサイド「ハイサイド」)MOSFETを介してインダクタンスに接続されています。状態2の処理においては、インダクタはGNDに接続されています。接地ダイオード(ローサイド「低側」)を介してMOSFET又はグランド:このようなAコントローラの使用に接地インダクタンス二つの方法で実現することができます。後者の実施形態では、コンバータは「同期(SYNCHRONUS)」モードと呼ばれます。

今、インダクタに流れる電流をこの2つの状態でもう一度考えて変更した場合ということです。状態1の処理において、インダクタの一端は、入力電圧、および出力電圧に接続された他端に接続されています。降圧コンバータの場合、入力電圧、出力電圧、インダクタに形成された順方向降下電圧よりも高くなければなりません。対照的に、状態2の間、インダクタの元端がグランドに接続された入力電圧に接続されています。降圧コンバータの場合、正端子の出力電圧は、従って、インダクタの両端の負の電圧降下を形成し、結合されています。

私たちは、インダクタ式の両端の電圧を計算します。

V = L(di / dtの)

インダクタの両端の電圧が正(状態1)である場合にこのように、インダクタ電流は増加する。インダクタの両端の電圧は負(状態2)である場合、インダクタ電流は減少します。図2に示されたインダクタを流れる電流。

私たちが見ることができる。図では、最大電流インダクタを流れるDC電流は、スイッチの半分のピーク電流に適用されます。また、この図は、リップル電流と呼ばれます。上記の式によれば、我々は、ピーク電流を計算することができます。

ここで、トンは状態1の時間であり、Tはスイッチング周期(スイッチング周波数の逆数)であり、DC 1つの状態のデューティサイクル。

警告:上記の計算は、さまざまなコンポーネントと仮定し(MOSFETの電圧降下、インダクタの電圧降下または非同期回路ショットキー順方向電圧降下をダイオード)比較ドロップ入力と出力電圧であります無視。

デバイスが無視減少がない場合は、以下の式の正確な計算のために必要です。

非同期変換回路:

非同期変換回路:

ここで、Rsはセンス抵抗プラス抵抗バリア巻線インダクタのインピーダンスです。Vfのショットキは順方向電圧降下をダイオード。RルピープラスMOSFETのオン抵抗、R = Rsを+ Rmのです。

インダクタのコアの飽和

インダクタを流れるピーク電流は、我々は、インダクタを生成するものを発見することができ、計算されています。インダクタを流れる電流の増加とともに、そのインダクタンスが低減され、知ることは簡単です。これは、コア材料の物理的性質が決定によるものです。インダクタンスが多くを小さくすれば、コンバータは通常動作しません:インダクタンスは数が非常に重要である減少します。かなりの程度まで、インダクタを流れる電流インダクタの有効性は、このときの電流は次のように呼ばれるとき、「飽和電流」。また、これは、インダクタの基本的なパラメータです。

実際には、誘導スイッチング電力変換回路は、「ソフト」飽和を持って常にあります。この概念見ることができる対DCインダクタ電流曲線実際に測定を理解するために:

電流がある程度大きくなると、インダクタンスは「ソフト」飽和特性と呼ばれる、急激に下落していないであろう。電流がさらに増加すると、インダクタが破損することができます。

注:インダクタンスの低下は、インダクタの多くのクラスに存在しています。たとえば:トロイド、E-コアと同様にギャップ。しかし、ロッドコアのインダクタは何の変化もないでしょう。

このソフト飽和特性により、我々は最小インダクタンスを知ることができるのはなぜDCコンバータの出力電流の下で​​規定のすべてであり、かつので、リップル電流の変化の深刻なインダクタンスには影響しません。それは、出力電圧リップルに影響を与えますので、すべてのアプリケーションでは、可能な限り小さくリップル電流をしたいです。これは、我々は常に非常にDC出力電流のインダクタンスの量を懸念している理由である、とスペックで低インダクタンスのリップル電流を無視します。

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転載: blog.csdn.net/zhy295006359/article/details/78156293