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ZHCSY04 March 2025 TPS543321 , TPS543421 , TPS543521

PRODUCTION DATA

封裝選項(xiàng)

機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

RQF|9
- MPQF566

散熱焊盤(pán)機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

訂購(gòu)信息

7.2.2.5 輸出電感器選型

電感器最關(guān)鍵的參數(shù)是電感、飽和電流和 RMS 電流。電感基于所需的峰峰值紋波電流 Δi_L，可通過(guò)方程式 16 計(jì)算得出。

方程式 16.

? I_{L} = \frac{V_{O U T}}{V_{I N_M A X}} \times \frac{V_{I N_M A X} - V_{O U T}}{L \times f_{S W}}

通常，定義 K 系數(shù)表示電感器紋波電流相對(duì)于器件最大輸出電流的大小，合理的 K 值為 20% 至 60%。經(jīng)驗(yàn)表明，K 的最佳值為 30% 至約 40%。由于紋波電流隨輸入電壓增大，因此始終使用最大輸入電壓來(lái)計(jì)算最小電感 L。使用方程式 17 來(lái)計(jì)算輸出電感的最小值。

方程式 17.

L = \frac{(V_{I N} - V_{O U T})}{K \times f_{S W} \times I_{O U T_M A X}} \times \frac{V_{O U T}}{V_{I N}}

其中

K 是電感器電流的紋波比 (ΔI_L/I_{OUT_MAX})。

一般來(lái)說(shuō)，最好在開(kāi)關(guān)電源中選擇較低的電感值，因?yàn)榈碗姼兄低ǔ?duì)應(yīng)于更快的瞬態(tài)響應(yīng)、更小的 DCR 和更小的尺寸，從而實(shí)現(xiàn)更緊湊的設(shè)計(jì)。過(guò)低的電感會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的電感電流紋波，從而會(huì)錯(cuò)誤地觸發(fā)滿載時(shí)的過(guò)流保護(hù)。由于電流紋波較大，該器件還會(huì)產(chǎn)生更多的電感磁芯損耗。在同一個(gè)輸出電容中，更大的電感電流紋波同樣意味著更大的輸出電壓紋波。

確定電感 L 后，最大電感器峰值電流和 RMS 電流可通過(guò)方程式 18 和方程式 19 計(jì)算得出。

方程式 18.

I_{L_P E A K} = I_{O U T} + \frac{? I_{L}}{2}

方程式 19.

I_{L_R M S} = \sqrt{I_{O U T}^{2} + \frac{{? I}_{L}^{2}}{12}}

理想情況下，電感器的飽和額定電流至少與高側(cè)開(kāi)關(guān)電流限制 I_{HS_LIMIT} 一樣大（請(qǐng)參閱節(jié) 5.5）。此尺寸可確保即使在輸出短路期間電感器也不會(huì)飽和。當(dāng)電感磁芯材料飽和時(shí)，電感下降到一個(gè)非常低的值，導(dǎo)致電感電流上升非?？?。雖然谷值電流限值 I_{LS_LIMIT} 旨在降低電流失控的風(fēng)險(xiǎn)，但飽和電感器會(huì)使電流迅速上升到高電平。這種情況可能會(huì)導(dǎo)致元件損壞，因此請(qǐng)勿使電感器飽和。在任何情況下，電感器飽和電流不得小于滿載時(shí)的最大峰值電感電流。

此設(shè)計(jì)中選擇了以下值：

K = 0.25
V_{IN_MAX} = 18V
f_SW = 500kHz
I_{OUT_MAX} = 5A

計(jì)算出的電感值為 5.59μH。選擇最接近的標(biāo)準(zhǔn)值 5.6μH。I_{HS_LIMIT} 最大值為 7A，計(jì)算出的峰值電流為 5.7A，計(jì)算出的 RMS 電流為 5.02A。所選電感器為 Würth Elektronik 74439346056，5.6μH，飽和電流額定值為 12.1A，RMS 電流額定值為 6.9A。

最大電感值受到峰值電流模式控制正確執(zhí)行所需的最小電流紋波的限制。為了避免次諧波振蕩，在正常情況下，最小電感器波紋電流必須不少于器件最大額定電流 (5A) 的約 10%。