DCDC开关转换器中电感的选择VIP专享

在大多数降压型DC-DC 开关转换器中，成本、尺寸、电阻和电流容量决定了电感的选取。很多这种应用都在开关转换器数据手册或评估板中给出了特定的电感值，但是这些值通常都针对特定应用或者满足特定性能标准。本文中将讨论使用开关稳压器MAX8646 的评估板来评估各种电感的效率、噪声(输出纹波)和暂态响应。 该评估板包含有一个 0.47mH 电感，可以同时提供较高的效率和快速负载暂态响应。较低的电感值导致较低的效率，较大的电感以暂态响应为代价提供更高的效率。本文中讨论的其他电感经过选择可以与评估板的 PCB 封装相匹配，并且能以最小的改动(如果需要)来配合评估板的电路。 尺寸考虑 表 1 中两个系列的电感提供不同的磁芯尺寸。它们的外形相似，但是 FDV0630 系列电感在电路板上要高 1mm。较高的高度使得使用较短的铜线成为可能-使用更大的直径或较少的匝数，或二者兼具。 0.2mH 以及更低的电感表现出很低的效率，因此不考虑更小的电感。较小的电感值还带来较大的峰值电流，它必须保持低于 MAX8646 的最低电流限制以防止失稳。另一方面，大于 1μH的电感也不合适。请注意较大的 FDV0630 系列电感具有相同的电感值和引脚，但是提供更低的电阻和更高的额定电流。关于电感磁芯的尺寸、材料和磁导率的详细比较本文将不赘述。 表 1 -评估电感 磁芯的考虑 Toko公司的 FDV 系列电感采用铁粉芯，它们提供更好的温度稳定性并且相对于其他可选磁芯成本更低。其他选择是钼坡莫合金粉末(MPP)、气隙铁氧体以及铁硅铝磁合金(Kool Mm)或高磁通磁环。鉴于混合镍、铁和钼粉末的成本，MPP 通常是最昂贵的选择，铁硅铝磁合金是一种次昂贵的复合粉末磁芯。在多数电源中常见的罐形、E 和 EI 形磁芯为气隙铁氧体。这些外形可以在必要时提供灵活性和可变性，但是成本更高。高磁通磁环通常用于滤波电感而不是电源变换电路。 性能评估和效率比较 图 1 电路中各种电感的效率比较显示，在输出电流低于 2A 时 1μH 电感具有最好的效率，在低于 3A 时 0.2μH 的效率最低。在电感量相同时，尺寸较大(FDV0630)直流电阻较低的电感在整个输出电流范围内可提供 0.5%至 1%的效率提升。 图1：降压型开关稳压器MAX8646 评估电路。 对于FDV0620 系列的0.47mH 和1mH 电感，可以注意到在2A 附近其效率曲线有一个交叉：2A 以下1μH 电感具有较高的效率，2A 以上0.47μH 的效率更高。1μH 电感所具有的较大串联电阻导致了这种效...