DC/DC转换器的电感和电容器的选定

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DC/DC转换器:设计篇,“DC/DC转换器的电感和电容器的选定”的总结。

本章介绍了电感和电容器是降压型DC/DC转换器的重要元器件,其选型对性能和特性具有重大影响。关于其选型,多数情况下所使用的电源IC的技术规格或应用指南或设计手册等补充资料中已有说明。首先利用这些说明或公式进行设计。

只是遗憾的是,尽管完全按手册进行设计也未必能实现最佳的工作。此时,评估后需要变更常量,但盲目变更可能会导致无法解决的问题,或虽然问题消失了但不知为何消失等,后果是对是否能移交量产没有把握。

为了避免这样的后果,很重要的一点是要了解降压型DC/DC转换器的基本工作及其相关电流流向。此外,还需要掌握如果电感值和电容值产生变化,那么什么项目怎样变化的计算公式以及基于实测的经验。

以下为各项总结。

DC/DC转换器的电感和电容器的选定

① 降压转换器的基本工作
  • DC/DC转换器的设计中,电感和输入输出电容器的选型特別重要。
  • 必须了解电路工作、电流路径、各零件的作用。
②电感的选定
  • 计算所需的电感值L
  • 计算流经电感的最大电流(输出电流+1/2纹波电流)
  • 根据已计算的L值(或近似)选择已计算电感饱和电流的最大电流以上的电感
  • 在短路或瞬态状态下可能会流出最大计算值以上的电流,因此也有基于最大开关电流来选择的方法
  • 基本上根据计算并考虑余量
  • 余量的求取法基于公司的设计规则或经验法则。
③输出电容器的选定
  • 输出电容器选型的重要因素

    1)额定电压
    2)额定纹波电流
    3)ESR(等效串联电阻)

  • 电容器可施加的电压及纹波电流必须在电容器的最大额定以下
  • ESR与电感电流相关,且是决定输出纹波电压的重要因素
④输入电容器的选定
  • 输入电容器选型的重要因素

    1)额定电压
    2)额定纹波电流及纹波发热特性
    3)使用陶瓷电容器时:温度特性和DC偏置特性

  • 额定电压必须比最大输入电压高
  • 额定纹波电流必须比IC输入所发生的最大输入纹波电流大
  • 降压型转换器中,瞬间输入电流的最大值与输出电流相同

以上

关键要点:

・DC/DC转换器的设计中,电感和输入输出电容器的选型特別重要。

・必须了解电路工作、电流路径、各零件的作用。

・根据设计手册进行计算,根据实际测量进行优化。

 

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