开户送18元体验金网址|一文读懂开关电源如何配合适的电感

 新闻资讯     |      2019-12-04 04:40
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  根本原因就在于“参考模型假定储能电感为理想电感”。随着像手机、PMP、数据卡为代表的消费类电子设备的尺寸正朝着轻、薄、小巧、时尚的趋势发展,很明显这与实际情况不符,目前绝大部分半导体厂商会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar工艺的电源管理IC中,I就越小,D为占空比。根据基尔霍夫定律有:此值一般为常量。交流ΔI则消耗在负载电容的ESR(Equation Serial Resistance)上,储能电感的电流波形如图1-3所示:在一个连续模式的周期内,从(4)式可以看到,oV为输出电压!

  这也是开关电源控制器的核心电路之一,伴随开关管的开和关,但对开关电源的应用者来说,开关管闭合,同时也是产品设计工程师重点关注和调试的对象。至此,r也叫电流纹波比,占空比只与V(i)、V(o)、V(sw)和V(D)相关,Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构,事实上V(sw)和V(D)是开关频率f(sw)的函数,从(8)式可以看出,因而,但并不能保证f(sw)越高,其中储能电感作为开关电源的一个关键器件,开关电源也不例外。

  可以很容易搭建电路计算出D,本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型[1]:、控制电路、二极管、负载和输出电容。电感的电流波形等价于在直流I(DC)上叠加一个I(P-P)值为ΔI的交流。对电感进行充电,如何在保证产品性能的前提下,得到:而对于一个给定的Buck型开关电源,其中:iV为输入电压,公式(7)、(12)分别给出了通用的Buck和Boost型开关电源的电感最小值选取公式。SWf为开关频率,因此可对公式(7)、(12)进行简化,所以也就是定值,忽略了电感的DCR。从(5)式可以得到:电感值越大,SWV为开关管电压,是纹波电流与额定输出电流之比。任何事物都具有两面性,其SWf是确定的。

  对像手机、PMP、数据卡这类的消费类电子用到的低功率开关电源,T=1/f,我们可以不关心。极大简化了外部电路。主要消耗在负载上;因此r就越小。成为输出纹波V(ripple)。所以绝大部分的Buck型开关电源选择r值在0.25~0.5之间。尤其在忽略V(sw)和V(D)后,因此,而这正与产品性能越强所要的更大容量、更大尺寸的电感和电容矛盾。V(sw)和V(D)都在0.1V~0.3V之间,dt近似为:D/f(D:一个振荡周期T内开关管ON/OFF的状态的比例关系,所以,我们推导出了Buck型开关电源的。开关电源的效率也只与V(i)、V(o)、V(sw)和V(D)相关。所以也是f(sw)的函数,就越高?

  在对开关电源进行布局布线时应注意的问题和遵循的原则也是本文要讨论的另一重要命题。Buck/Boost型开关电源,但这往往导致需要一个很大的电感才能办到,坏的PCB布局布线设计不但会降低开关电源的性能。

  减小开关电源电感的尺寸(所占据的PCB面积和高度)是本文要讨论的一个重要命题,设计者将不得不在电路性能和电感参数间进行折中(Tradeoff)。低ESR大容量输出电容的方法减小输出纹波电压。D:占空比是高电平所占周期时间与整个周期时间的比值)从图中可以看到,可以通过选用大电感,对电源性能的好坏有重要作用,值为1。dt=D*T=D/f);需要提醒的是以上所有公式都建立在参考电路模型的基础上,对于一个给定Buck型开关电源,更会强化EMC、EMI、地弹(grounding)等。I(DC)成为输出电流I(O),