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如何選擇開關(guān)電源電感器

作者: 時間:2010-01-04 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

一直以來都是電源業(yè)的主要產(chǎn)品。但是,隨著全球?qū)Ω吣苄Мa(chǎn)品需求的不斷增加,傳統(tǒng)上采用更廉價但低能效的線性電源市場也將轉(zhuǎn)向采用。在這一過渡時期,電源業(yè)為提高開關(guān)頻率而不懈努力,以滿足客戶對功率更大、占用空間更小的電源的要求。這種發(fā)展趨勢為開啟了新的市場,并使部分設(shè)計工程師面臨市場對開關(guān)電源設(shè)計的需求。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/181110.htm

本文將闡明為非隔離式開關(guān)電源(SMPS)選用的基本要點。所舉實例適合超薄型表面貼裝設(shè)計的應(yīng)用,像電壓調(diào)節(jié)模塊(VRM)和負(fù)載點(POL)型電源,但不包括基于更大底板的系統(tǒng)。

典型的降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電源

圖1 典型的降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電源

圖1所示為一個降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電源的架構(gòu),該構(gòu)架廣泛應(yīng)用于輸出電壓小于輸入電壓的系統(tǒng)。在典型的降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路中,當(dāng)開關(guān)(Q1)閉合時,電流開始通過這個開關(guān)流向輸出端,并以某一速率穩(wěn)步增大,增加速率取決于電路電感。根據(jù)楞次定律,di=E*dt/L,流過的電流所發(fā)生的變化量等于電壓乘以時間變化量,再除以這個電感值。由于流過負(fù)載電阻RL的電流穩(wěn)定增加,輸出電壓成正比增大。

在達(dá)到預(yù)定的電壓或電流限值時,控制集成電路將開關(guān)斷開,從而使電感周圍的磁場衰減,并使偏置二極管D1正向?qū)ǎ瑥亩^續(xù)向輸出電路供給電流,直至開關(guān)再度接通。這一循環(huán)反復(fù)進(jìn)行,而開關(guān)的次數(shù)由控制集成電路來確定,并將輸出電壓調(diào)控在要求的電壓值上。圖2所示為在若干個開關(guān)循環(huán)周期內(nèi),流過和其它降壓拓?fù)潆娐吩系碾妷汉碗娏鞑ㄐ巍?/p>

采用降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)電源的開關(guān)動作波形圖

圖2 采用降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)電源的開關(guān)動作波形圖

電感值對于在開關(guān)斷開期間保持流向負(fù)載的電流很關(guān)鍵。所以必須算出保持降壓變換器輸出電流所必需的最小電感值,以確保在輸出電壓和輸入電流處于最差條件下,仍能夠為負(fù)載供應(yīng)足夠的電流。為確定最小的電感值,需要知道如下信息:
?輸入電壓范圍
?輸出電壓及其規(guī)定范圍
?工作頻率(開關(guān)頻率)
?電感器紋波電流
?運(yùn)行模式;連續(xù)運(yùn)行模式還是非連續(xù)運(yùn)行模式


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