ZHCAEG7 September 2024 LM61495
4.2 電感器選擇和最大輸出電流
在此拓撲中，平均電感電流受到影響。在降壓配置中，平均電感電流等于平均輸出電流，因為電感器總是在控制 MOSFET 的導通和關斷期間為負載提供電流。而在反相降壓/升壓配置中，僅由輸出電容器向負載提供電流，而負載在控制 MOSFET 導通期間與電感器完全斷開。在關斷期間，電感器連接到輸出電容器和負載（請參閱圖 2-2 至圖 2-4）。由于關斷時間為開關周期的 1 – D，方程式 2 中的平均電感器電流計算方法如下：
典型降壓轉換器的占空比只是 VOUT / (VIN × η)，但方程式 3 中反相降壓/升壓轉換器的占空比計算方法變?yōu)椋?/p>
方程式 4 提供峰峰值電感器紋波電流：
其中，
- ΔIL (A)：峰峰值電感器紋波電流
- D：占空比
- fS (Hz)：開關頻率
- L (H)：電感器值
- VIN (V)：相對于地、而不是相對于器件地或 VOUT 的輸入電壓
與降壓拓撲相比，反相降壓/升壓拓撲中的最大輸出電流有所降低。這是由于峰值電感器電流增高導致的。
IBB 的電感器是根據(jù)所需的紋波電流選擇的，這與任何其他直流/直流轉換器都非常相似。對于 ΔIL，通常使用介于負載電流的 20% 至 40% 之間的一個值。由方程式 4 可以推導出方程式 5 以確定 L 值以及最大電感器電流。此信息用于選擇適合該應用的標準電感器。
在 PMP23333 設計中選擇了 4.7μH 電感器。在輸出電壓為 -8V 和輸入電壓為 +12V ±10% 的情況下，根據(jù) LM61495 數(shù)據(jù)表中所述的 9.8A 最小谷值電流限值，以下計算將得出可保證的最大允許輸出電流。由于在高負載電流下運行時占空比會增加，因此在這些條件下用于以下方程式 6 中計算最大輸出電流的占空比會增加 5%，從而實現(xiàn)更精確的最大輸出電流計算。
圖 4-2 和圖 4-3 展示了 -2.7A、-4A 負載條件下的開關電壓和電感器電流波形，并表明計算結果與實際值基本吻合。
圖 4-2 IOUT = -2.7A 時的 SW 和 IL 波形
圖 4-3 IOUT = -4A 時的 SW 和 IL 波形要計算允許的最大電流，IL(Valley) 需要小于 9.8A，如方程式 11 所示。因此，如方程式 12 所示計算出 IOUT_MAX 需要小于 5.9A。盡管 IOUT_MAX 可以增加到 5.9A，但德州儀器 (TI) 建議在此設計中不要使用高于 4A 的負載，因為較高的負載會導致 IC 溫度顯著上升。