Comment choisir un inducteur approprié pour une alimentation à découpage？

L'inductance est également appelée starter, qui est caractérisée par&"très grande inertie GG"; dans le courant qui le traverse. En d'autres termes, en raison de la continuité du flux magnétique, le courant sur l'inducteur doit être continu, sinon un pic de tension important sera généré. L'inductance est un composant magnétique, et naturellement il y a un problème de saturation magnétique. Certaines applications permettent à l'inducteur de saturer, certaines applications permettent à l'inducteur d'entrer en saturation à partir d'une certaine valeur de courant, et certaines applications ne permettent pas à l'inducteur de saturer, ce qui nécessite une distinction dans des circuits spécifiques.

Dans la plupart des cas, l'inductance fonctionne dans la région linéaire&"GG", à ce moment la valeur d'inductance est une constante et ne change pas avec la tension et le courant aux bornes. Cependant, il existe un problème qui ne peut être ignoré dans l'alimentation à découpage, c'est-à-dire que l'enroulement de l'inductance provoquera deux paramètres distribués (ou paramètres parasites), l'un est la résistance inévitable de l'enroulement et l'autre est la distribution liée à le processus d'enroulement et les matériaux. Capacité parasite.

La capacité parasite a peu d'effet aux basses fréquences, mais elle devient progressivement apparente à mesure que la fréquence augmente. Lorsque la fréquence est supérieure à une certaine valeur, l'inductance peut devenir une caractéristique capacitive. Si la capacité parasite est GG,&concentré. dans un condensateur, le circuit équivalent de l'inductance peut être utilisé pour voir les caractéristiques de capacité qui apparaissent après une certaine fréquence.

Lors de l'analyse de l'état de fonctionnement de l'inductance dans le circuit ou de la détermination de la forme d'onde de tension et de courant, vous souhaiterez peut-être prendre en compte les caractéristiques suivantes:

1. Lorsqu'un courant I traverse l'inducteur L, l'énergie stockée dans l'inducteur est:E=0.5×L×I2(1)

2. Dans un cycle de commutation, la relation entre la variation du courant d'inductance (courant d'ondulation de crête à crête) et la tension aux bornes de l'inductance est:V=(L × di) / dt (2)

On peut voir que l'amplitude du courant d'ondulation est liée à la valeur d'inductance.

3. Tout comme les condensateurs ont des courants de charge et de décharge, les inducteurs ont également des processus de tension de charge et de décharge. La tension sur le condensateur est proportionnelle à l'intégrale du courant (A · sec), et le courant sur l'inducteur est proportionnel à l'intégrale de la tension (Volt · sec). Tant que la tension de l'inducteur change, le taux actuel de changement di / dt changera également; la tension directe fait monter le courant de manière linéaire et la tension inverse fait chuter le courant de manière linéaire.

Le calcul de la valeur d'inductance correcte est très important pour choisir le bon inducteur et le bon condensateur de sortie afin d'obtenir la plus petite ondulation de tension de sortie.

On peut voir sur la figure 1 que le courant circulant à travers l'inductance d'alimentation à découpage est composé de composants alternatifs et continus. Parce que le composant AC a une fréquence plus élevée, il s'écoulera dans le sol à travers le condensateur de sortie et générera la tension d'ondulation de sortie correspondante dv.=di × RESR. Cette tension d'ondulation doit être aussi faible que possible, afin de ne pas affecter le fonctionnement normal du système d'alimentation. Généralement, la valeur crête à crête est de 10 mV ~ 500 mV.

Figure 1: Courant d'inductance dans une alimentation à découpage.

La taille du courant d'ondulation affecte également la taille de l'inductance et du condensateur de sortie. Le courant d'ondulation est généralement réglé entre 10% et 30% du courant de sortie maximal. Par conséquent, pour une alimentation abaisseur, la valeur de crête du courant traversant l'inductance est supérieure à celle de l'alimentation. Le courant de sortie est 5% ~ 15% plus grand.

Sélection d'inductance de l'alimentation à découpage abaisseur

Lors du choix d'un inducteur pour une alimentation à découpage abaisseur, vous devez déterminer la tension d'entrée maximale, la tension de sortie, la fréquence de commutation de l'alimentation, le courant d'ondulation maximal et le cycle de service. Ce qui suit prend la figure 2 comme exemple pour illustrer le calcul de l'inductance d'une alimentation à découpage abaisseur. Tout d'abord, supposons que la fréquence de commutation est de 300 kHz, la plage de tension d'entrée est de 12 V ± 10%, le courant de sortie est de 1 A et le courant d'ondulation maximal est de 300 mA.

Figure 2: Schéma de principe de l'alimentation à découpage abaisseur.

La tension d'entrée maximale est de 13,2 V et le cycle de service correspondant est:

D=Vo / Vi=5 / 13,2=0,379 (3)

Parmi eux, Vo est la tension de sortie et Vi est la tension de sortie. Lorsque le tube de commutation est allumé, la tension sur l'inducteur est:

V=Vi-Vo=8,2 V (4)

Lorsque le tube de commutation est éteint, la tension sur l'inducteur est:

V=-Vo-Vd=-5,3 V (5)

dt=D / F (6)

En remplaçant la formule 2/3/6 par la formule 2, on obtient:

Sélection d'inductance de l'alimentation à découpage élévatrice

Pour le calcul de la valeur d'inductance de l'alimentation à découpage élévatrice, la méthode de calcul est la même que celle de l'alimentation à découpage abaisseur, sauf que la relation entre le rapport cyclique et la tension d'inductance a été modifiée.

Prenez la figure 3 comme exemple de calcul. En supposant que la fréquence de commutation est de 300 kHz, la plage de tension d'entrée est de 5 V ± 10%, le courant de sortie est de 500 mA et l'efficacité est de 80%, le courant d'ondulation maximal est de 450 mA et le cycle de service correspondant est:

D=1-Vi / Vo=1-5,5 / 12=0,542 (7)

Figure 3: Schéma de principe de l'alimentation à découpage élévatrice.

Lorsque le tube de commutation est allumé, la tension sur l'inducteur est:

V=Vi=5,5 V (8)

Lorsque le tube de commutation est éteint, la tension sur l'inducteur est:

V=Vo + Vd-Vi=6,8 V (9)

La substitution de la formule 6/7/8 dans la formule 2 donne:

Veuillez noter que l'alimentation élévatrice est différente de l'alimentation abaisseur en ce que le courant de charge de la première n'est pas toujours fourni par le courant d'inductance. Lorsque le tube de commutation est activé, le courant de l'inducteur s'écoule dans la terre à travers le tube de commutation et le courant de charge est fourni par le condensateur de sortie. Par conséquent, le condensateur de sortie doit avoir une capacité de stockage d'énergie suffisante pour fournir le courant requis par la charge pendant cette période. Cependant, pendant la période de coupure, le courant circulant à travers l'inductance fournit non seulement la charge, mais charge également le condensateur de sortie.

De manière générale, plus la valeur d'inductance est élevée, plus l'ondulation de sortie est faible, mais la réponse dynamique de l'alimentation sera d'autant plus mauvaise. Par conséquent, la sélection de la valeur d'inductance peut être ajustée en fonction des exigences d'application spécifiques du circuit pour obtenir l'effet le plus idéal.

L'augmentation de la fréquence de commutation peut rendre la valeur d'inductance plus petite, rendant ainsi la taille physique de l'inductance plus petite et économisant de l'espace sur la carte de circuit imprimé. Par conséquent, l'alimentation à découpage actuelle a une tendance vers le développement à haute fréquence pour répondre aux exigences de produits électroniques de plus en plus petits.

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