开关电源中如何选择合适的电感 |
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电感是电路中常见的储能被动元器件,在开关电源的设计中起到滤波,升压,降压等作用。方案设计初期工程师不仅要选择合适的电感值,还要考虑电感可承受的电流,线圈的DCR,机械尺寸,损耗等等。如果对电感的功能不够熟悉,往往会在设计中很被动,耗费大量的时间。 理解电感的功能 电感元器件是开关电源输出端中的LC滤波电路中的“L”在降压转换中,电感的一端是连接到DC输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 开关电源中如何选择合适的电感(图1) 在状态1过程中,电感会通过MOSFET连接到输入电压。在状态2过程中,电感连接到GND。 由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过MOSFET接地。如果是前一种方式,转化器称为异步方式。后一种方式,转换器就称为同步方式。 开关电源中如何选择合适的电感(图2) 在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。 在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。 电感电压计算公式 V=L(dI/dt) 因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2所示: 开关电源中如何选择合适的电感(图4) 通过上图我们可以看到 |
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