開關電源中的電感

2021-10-12 10:01:59 字數 1519 閱讀 4560

電流流過,電感產生磁場,磁場不喜歡被改變。

因此,電感試圖阻礙電流的變化,來拒去留。

恆定電流:電感相當於導線,不會對流過ta的帶電粒子產生力的作用。

電感的電流不能突變,因此給電感斷電之前,應保證電流有乙個路徑。

如果不提供路徑,電感的電流將通過開路開關或者其他不應該導電的部件找到自己的路徑,例如空氣。

將會產生非常大的電壓,對電路造成損壞。

電感量l

l越大,儲能能力越強,紋波越小,所需的濾波電容也就小。

但是l越大,通常要求電感尺寸也會變大,內阻也會變大。

自諧振頻率f0

由於電感中存在寄生電容,使得電感存在乙個自諧振頻率。

超過f0,電感表現為電容效應,低於f0,電感才表現為電感效應。(阻抗隨頻率增大而增加)

內阻dcr

指電感的直流阻抗。

該內阻造成i^2r的能量損耗,造成dc-dc降低效率,同時也是導致電感發熱的主要原因。

飽和電流isat (飽和:saturation)

通常指電感量下降30%時所對應的電流。

溫公升電流irms

通常指電感表面溫度上公升到40℃時的電流。

電感的額定電流,取isat和irms中最小的。

電感量l

對於buck型dc-dc,計算公式如下:

lmin=【vout*(1-vout/vinmax)】/fsw*irpp

通常將irpp(紋波電流)的值取輸出額定電流irate的50%.

buck:lmin=2*【vout*(1-vout/vinmax)】/fsw*irate

boost:lmin=2*【vinmax*(1-vinmax/vout)】/fsw*irate

對於20%精度的電感,考慮到5%的設計餘量。則dc-dc所需的電感為l=1.25*lmin.

自諧頻率f0

需10倍於開關頻率fsw以上。

額定電流

dc-dc額定電流irate的1.3倍以上。

內阻dcr

越小越好,減少損耗和發熱的問題。

型別最好是帶遮蔽的電感,改善emi.

dc-dc 晶元內部有乙個限流保護電路,當負載超過ic內部的開關mos管的最大電流時,限流檢測電路就會調整晶元內部的占空比,或者停止工作,直到檢測負載電流在標準範圍內時,再重新啟動正常的工作開關。

如果從停止開關到重啟開關的時間週期正好是20~20k的頻率範圍以內,就會導致電感的的震動頻率被人聽到了。

正常dc-dc 晶元工作的頻率都在1mhz左右,或者幾百khz。

以背光電壓電路為例,如果負載為空,就會觸發過壓保護,停止開關。

如果負載加上,電壓降下來,就會重啟工作,如果從停止到重啟的時間剛好頻率在20~20k的頻率,就會導致電感的震動的頻率被人聽到。

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