5.6.1 功率電感額定/飽和電流取值的依據(jù)
由“3.3.7 電感的峰值電流和谷值電流”章節(jié)可知,降壓型開關(guān)轉(zhuǎn)換器中,功率電感上承受的峰值電流理論值為 I_(L,PK)=(1+r/2)×I_OUT ,即公式(3.225)。這就是功率電感的額定電流或飽和電流最小取值的依據(jù),實際選型值需要大于峰值電流理論值。
在功率電感的電感值等條件確定完成后,電感的峰值電流實際值為 I_peak = I_(out,max) + ?I_L/2 (其中 ?I_L是電感值確定后電感上紋波電流實際值)。
5.6.2 功率電感值選擇的依據(jù)
在“3.5 降壓電路感值計算公式的推導(dǎo)”章節(jié),我們已經(jīng)推導(dǎo)出了BUCK電路中功率電感值的最小值計算公式,如下所示:
其中,V_(IN,MAX)是BUCK電路需要支持的輸入電壓最大值,V_(OUT)是輸出電壓典型值,F(xiàn)_SW是開關(guān)頻率,I_(OUT,MAX)是需要支持的負(fù)載電流最大值,r是紋波電流系數(shù)(如“5.6 功率電感的選型”中所述,就變換器的整體應(yīng)力和尺寸而言,電流紋波系數(shù) r 通常取值 0.3~0.5 即可)。
上述公式就是降壓型開關(guān)轉(zhuǎn)換器中,功率電感感值最小取值的依據(jù),實際取值不得小于理論計算值;否則會導(dǎo)致電路中的實際紋波電流等參數(shù)不滿足“設(shè)計需求”中的目標(biāo)值。
問題 :為什么上述感值計算公式中輸入電壓是最大值?
簡單理解如下:將上述公式變形,得到功率電感值的最小值計算公式,如下所示:
由此可見,輸入電壓VIN與感值L成正比關(guān)系,輸入電壓越大(需要支持的輸入電壓最大值為V_(IN,MAX)),需要的感值越大。
當(dāng)然,如果所設(shè)計的BUCK電路僅需要支持輸入電壓典型值V_(IN,TYP),也就是輸入電壓是固定不變的值,那么上述功率電感最小值的計算也可以使用V_(IN,TYP)。