buck降壓電路電感選型要點

2020-12-12 電子發燒友

buck降壓電路電感選型要點

發表於 2017-10-26 14:34:20

  buck電路中,電感在開關開通時儲能,在開關關斷時給負載續流。同時它和電容組成二階濾波系統輸出較穩定的電壓和電流。電感在BUCK電路中可以減少電流紋波,可以減少電容設計的容量值。

  電感為磁性元件,自然有磁飽和的問題。有的應用允許電感飽和,有的應用允許電感從一定電流值開始進入飽和, 也有的應用不允許電感出現飽和,這要求在具體線路中進行區分。大多數情況下,電感工作在「線性區」,此時電感值為一常數,不隨著端電壓與電流而變化。但是,buck降壓電路存在一個不可忽視的問題,即電感的繞線將導致兩個分布參數(或寄生參數),一個是不可避免的繞線電阻,另一個是與繞制工藝、材料有關的分布式 雜散電容。雜散電容在低頻時影響不大,但隨頻率的提高而漸顯出來,當頻率高到某個值以上時,電感也許變成電容特性了。如果將雜散電容「集中」為一個電容, 則從電感的等效電路可以看出在某一頻率後所呈現的電容特性。

buck降壓電路電感選型注意要點

  1.電感量及允許誤差

  電感量係指產品技術規範所要求的頻率測量的電感標稱數值。電感是以亨利、毫亨、微亨、納亨為量值單位,誤差細分為:F級(±1%);G級(±2%);H級(±3%);J級(±5%);K級(±10%);L級(±15%);M級(±20%);P級(±25%);N級(±30%);最常用的是J 、K、M級。

  2.額定工作電流

  取電感器額定電流的1.25~1.5倍為最大工作電流,一般應降額50%使用方較為安全,一般在工程實際應用上,只測量電感的飽和電流,然後取其80%作為額定電流。

  3.直流電阻

  除功率電感器不測直流電阻(只檢查導線規格),其它電感器按要求須規定最大直流電阻,一般越小越好。

  4.測試頻率

  正確測量電感器L 、Q、DCR值,須先按規定在被測電感上施加交變電流,電流的頻率越接近該電感的實際工作頻率越好。

  5.電感量的穩定性

  電感器因為環境溫度變化1℃所產生電感量的變化△L/△t與原有電感量L值的比值為電感的溫度系a1,a1=△L/L*△t。除電感溫度係數可決定其穩定性外,還應重視由於機械振動和時效老化所引起的電感量的變化。

  6.電感封裝尺寸

  電感封裝一般包括貼片封裝與插件封裝。做物料清單中如果把封裝描述清楚,可以減少用錯材料的機率。電感的封裝形式也就是指是電感的形狀及體積大小的一種描述。

  大部分的電感選型規範都是差不多,一般就需要注意這些事項,具體的需要按照電路設計來滿足參數性能。

  根據電感目錄對照可以很方便找出合適的電感。以下也給出了一些Tips :

  1. 電感電流要依據設計中最大輸出電流來選擇

  2. 感應係數的值必須達到理論的計算

  3. 選擇理想的DC阻抗,因為阻抗越小,DC損耗就越小

  4. 選擇合適的電感結構和磁芯類別

  電感在DC-DC Buck電路中的應用,工作在連續電流模式下。電感兩端的電壓可以突變但電流不會突變。由於電感中變化磁場會對周邊產生電磁輻射,對周邊敏感組件產生幹擾,因此屏蔽是首先需要考慮的,從圖4 可以看出屏蔽與非屏蔽電感的區別,他們各有優劣。屏蔽的電感最主要就對外輻射少,但是尺寸比較大,線圈的損耗大,價格也貴。非屏蔽的電感則可以做的很小,電流也可以做的很大,價格也便宜。如果設計中問題輻射是關鍵因子,屏蔽電感還是首選。另外一個是環形電感越來越受歡迎了,環形有利於電磁屏蔽,並且這種空氣的間隙分布也有利提高對電流的處理。

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