Buck电源电感值如何选取?给整不会了...

电子芯期天 2023-09-21 09:08


前言

如上图所示:某buck芯片常见的外围电路结构,那么想问大家一下?这个电路很常见,做硬件的应该都比较熟悉。那么问一个小问题:大家平时如何设计此类电路?

简单思考几个问题,有些问题也是我一直在想的:

1、如何确定buck电路开关频率?

2、输入输出电容如何选取?

3、续流二极(默认异步)管选取多大的?需要多大的封装?

4、电感值如何选取?

5、buck电路关键发热器件散热如何计算?

6、电路效率如何计算?

7、对于初次使用的buck电源芯片,如何做模块性能测试?

关于以上几个问题,我想说:我不会,准确点说会一点,我觉得这部分内容可以研究下!

电感值如何选取?

今天我们先来搞定其中一个,关于如何选取buck电路的电感大小

先来问问大家平时如何选取buck电路的电感?

  1. 根据datasheet上推荐的来;

  2. 咨询原厂FAE;

  3. 没计算过,都是拿来公司的直接调用,基本不想为什么选取这个值?

  4. 自己计算。

我估摸着大体上面几种都涵盖了吧。如果没盖住,私信我,我还可以再加几条

对于有些芯片厂商,他们会有针对自家芯片的仿真设计,这样的话其实很方便我们快速验证设计,比如下面这家的。这是国外某款buck芯片,左侧是输入的设计指标,右侧是参考电路输出,当然除了原理图之外还有其他很多参数,动态响应、效率、BOM、参考layout等等。

从图中我们可以看出,当设计参数满足输入电压12V、输出电压5V、最大输出电流2A、频率500kHz电感电流纹波系数0.3时,我们仿真出的电感值是10uH。

那么如果手动计算呢?我们验证下是否和仿真结果一致,理论计算值会不会翻车?

我们基本上从每个buck芯片的手册中可以找到关于电感的一些描述,其中基本都会有如下红色框框中的公式。解释公式中的参数含义:

VOUT:输出电压,本例中为5V,VIN:输入电压,本例中为12V

fs:开关频率,本例中为500kHz

△IL:电感上的纹波,一般取电感电流的0.3倍,本例中为2*0.3

带入参数计算L=12V*(1-5/12)/(500k*0.3*2)=9.72uH≈10uH。

注:一般L取值时建议留20%的余量

最后,本文介绍的方法更偏向于应用设计,如果你了解更多知识,可以自行研究关于buck电路中电感公式的推导。

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