开关电源电感器的选择.docx

开关电源电感器的选择第四部分实际电路设计BUCK型开关电源规格需求：5V024V0-lV5V0输出电流：2A电源控制器备选型号：MP4420A(A表示：CCM模式，H表示：轻载降频模式)PIN2PIN兼容：MPQ4420A-DJ(工业级)，MPQ4420A-DJ-A(汽车级)厂家:MPS电源输出：3.3V电源范围要求：5%电源纹波要求：2%0.066V开关频率：410kHz(320500kHz)占空比：12V转3V3：27.5%我们选定IOUH电感之后，即确定了纹波电流：纹波电流=(12V-3.3V)*0.275/(0.00001*320000)=0.75A我们选定的陶瓷电容的ESR：含义即为电容器所能耐受纹波电流/电压值。它们和ESR之间的关系密切，可以用下面的式子表示：Urms=IrmsXR式中，Urms表示纹波电压Irms表示纹波电流R表示电容的ESRo由上可见，当纹波电流增大的时候，即使在ESR保持不变的情况下，涟波电压也会成倍提高。换言之，当纹波电压增大时，纹波电流也随之增大，这也是要求电容具备更低ESR值的原因。叠参加纹波电流后，由于电容内部的等效串连电阻（ESR）引起发热，从而影响到电容器的使用寿命。一般的，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流也比较低。所以，对于输出电容来说，耐压的要求和容量可以适当的降低一点。ESR的要求则高一点，因为这里要保证的是足够的电流通过量。但这里要注意的是ESR并不是越低越好,低ESR电容会引起开关电路振荡。而消振电路复杂同时会导致成本的增加。板卡设计中，这里一般有一个参考值，此作为元件选用参数，防止消振电路而导致成本的增加。我们把ESR设置为1欧姆：我们把ESR设置为IOmQ:幅度明显减小如果我们用2个1Q,IOOuF的电容，则会发现纹波电压进一步减小。一方面是电容在开关频率点的阻抗通过并联进一步减小，另一方面，ESR其实也是等效于并联。本质是ESR与电容串联后并联，导致输出电容在开关频率点上的阻抗明显减小。ESR,电容的串并联公式等同于电阻的串并联公式。根据陶瓷电容的datasheet在41OkHZ附近，其ESR大约是2Q所以纹波电压=075A*2m=l.5mV远小于66mV的纹波要求。所以其实我们设计的时候，考虑到电感值的精度范围、温度漂移。所以，根据我们的成本、PCB空间的要求，还可以适当减小我们电感值的大小。但是，减小时，还需要考虑电感值最差的情况，对纹波开展评估。第五部分电感降额电感元件的热点温度额定值与线圈线组的绝缘性能、工作电流、瞬态初始电流及介质耐压有关。注:1)THS为额定热点温度。2)只适用于扼流圈。按照我们的设计需求，如果我们的瞬态电流为2A,则需要额定电流为2A0.9=222A,我们需要选择额定电流在2.5A3A的电感作为输出。Isat和Irms选择小的那个作为额定电流。第六部分电感选型我们选择Irms和Isat都大于2.5A的,DCR相对小一点的IOUH电感，最后考虑成本和体积。