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开关电源中的电感

1、电感工作

电流流过,电感产生磁场,磁场不喜欢改变。 因此,电感试图阻碍电流的变化,拒绝留下来。

恒定电流:电感相当于电线,不会对流ta带电粒子产生力的作用。

1.1.断电提供电路

电感的电流不能突变,所以在电感断电之前,要保证电流有路径。

如果不提供路径,电感电流将通过开路开关或其他不应导电的部件找到自己的路径,如空气。 会产生很大的电压,损坏电路。

2、电感参数

  1. 电感量L L储能能力越强,纹波越小,滤波电容越小。 但L越大,通常要求电感尺寸越大,内阻越大。
  2. 自谐振频率f0 由于电感中存在寄生电容,电感具有自谐振频率。 超过f0.电感低于电容效应f0,电感才表现为电感效应。(阻抗随频率增大而增加)
  3. 内阻DCR 指电感的直流阻抗。 该内阻造成I^2R造成能量损失DC-DC降低效率,同时也是导致电感发热的主要原因。
  4. 饱和电流Isat (饱和:saturation) 当电感下降30%时,通常指相应的电流。
  5. 温升电流Irms 通常,电感表面温度上升到40℃时的电流。

取电感的额定电流Isat和Irms中最小的。

3.电感的选择

  1. 电感量L 对于Buck型DC-DC,计算公式如下: Lmin=【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irpp 通常将Irpp值取输出额定电流(纹波电流)Irate的50%. Buck:Lmin=2*【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irate Boost:Lmin=2*【Vinmax*(1-Vinmax/Vout)】/Fsw*Irate

考虑到5%的设计余量,对于20%精度的电感。DC-DC所需的电感是L=1.25*Lmin.

  1. 自谐频率f0 开关频率需要10倍Fsw以上。
  2. 额定电流 DC-DC额定电流Irate的1.3倍以上。
  3. 内阻DCR 尽量减少损失和发热。
  4. 类型 最好用屏蔽电感来改善EMI.

4、DC-DC电源中电感的咆哮

4.1、 负载电流过大

DC-DC 芯片内部有一个当负载超过时,电路IC内部的开关MOS当管道的最大电流时,限流检测电路将调整芯片内部的空间比,或停止工作,直到负载电流在标准范围内检测,然后重新启动正常的工作开关。

如果从时间周期正好是20~20K在频率范围内,电感的振动频率会被听到。

正常DC-DC 芯片工作频率为1MHz左右,或者几百KHz。

4.2.负载电压过高

以背光电压电路为例,如果负载为空,则会触发过压保护,停止开关。

如果负载增加,电压降低,工作将重启。如果从停止到重启的频率只有20~20K电感振动的频率会被听到。

标签: 开关前的电感

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