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开关电源电感器的选用
来源: | 发布日期:2022-10-20

    开关电源一直以来都是电源业的主要产品。但是,随着全球对高效率产品需求的不断增加,传统上采用更廉价但效率低的线性电源市场也将转向采用开关电源。在过渡时期,电源业为提高开关频率而不懈努力,以满足客户对功率更大、占用空间更小的电源的要求。这种发展趋势为开关电源开启了新的市场,并使部分设计工程师面临市场对开关电源设计的需求。

本文介绍为非隔离式开关电源( SMPS )选用电感器的基本要点。所举实例适合超薄型表面贴装设计的应用,像电压调节模块( VRM )和负载点( POL )型电源,但不包括更大基板的系统。


工形电感

 一个降压式拓扑电源的框架,广泛用于输出电压小于输入电压的系统。典型的降压式拓扑电路中,当开关(Q1)闭合时,电流开始通过这个开关流向输出端,并以某一速率稳步增大,增加速率取决于电路电感。根据楞次定律, di =上 xdL ,流过电感器的电流所发生的变化量等于电压乘以时间变化量,再除以这个电感值。由于流过负载电阻 R 的电流稳定增加,输出电压成正比增大。

在达到预定的电压或电流限值时,控制集成电骆将开关断开,从而使电感周围的磁场衰减,并使偏置二极管 Dl 正向导通,从而继续向输出电路供给电流,直至开关再度接通。这一循环反复进行,开关次数由控制集成电路来确定,并将输出电压调控在要求的电压值上。为在若干个开关循环周期内,流过电感器和其它降压式拓扑电路元件上的电压和电流波形。

电感值对于在开关断开期间保持流向负载的电流很关键。所以必须算出保持降压式变换器输出电流所必需的最小电感值,以确保在输出电压和输入电流处于最差条件下,仍能够为负载供应足够的电流。为确定最小的电感值,需要知道如下信息输入电压范围,输出电压及其规定范围,工作频率(开关频率),电感器脉动电流,运行模式,连续模式还是非连续模式。

为了算出适用于电源整个运行条件的最小电感值,对它的选择必须能够保证在各项参数处于最不利组合的条件下,所选择电感值仍能将脉动电流保持在特定的数值范国内。而针对降压式型电源,其最不利组合条件为:输入电压和频率均处于各自的最低数值时。此外,还要将输出电压也取为其最小规定值,以确定能够保持正常调节功能所需的最低电感值。设计者可以按照自己所习惯的方式,对这些数值进行控制,以达到最差条件成立的状态。

 

【本文标签】 开关电源变压器-逆变电源变压器-电感器

【责任编辑】刘馨中

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