Làm thế nào để chọn một cuộn cảm cho một mạch điều chỉnh buck?

Tôi đang thiết kế một mạch điều chỉnh buck, có thể là MAX16974 làm bộ điều chỉnh. Tôi chưa bao giờ làm một điều như vậy trước đây, và thực sự không có quá nhiều thiết bị điện tử tương tự. Tôi đã bị kẹt ở phần mà tôi nên chọn một cuộn cảm.

Một phần của vấn đề là có nhiều lựa chọn (tổng số 13000 từ Farnell). Tôi đã lọc chúng xuống khoảng 100. Nhưng tôi vẫn không hoàn toàn chắc chắn liệu các giá trị có đúng hay không và cách chọn từ phần còn lại.

Vì sẽ không có nhiều bản sao được tạo ra, giá cả không phải là vấn đề đáng lo ngại.

Sau một chút loay hoay, tôi tìm thấy một mẫu ghi chú ứng dụng Texas Cụ liên quan đến việc lựa chọn cuộn cảm để sử dụng với bộ điều chỉnh chuyển mạch, nhưng tôi không thể tìm ra một số hằng số được sử dụng trong các phương trình trong nó.

CẬP NHẬT: Bộ điều chỉnh sẽ được sử dụng trên đầu vào 10-20 volt (chủ yếu là khoảng 15 volt). Đầu ra sẽ là 5 volt với dòng điện khoảng 1A.

Tôi không thực sự bây giờ nơi các thông số kỹ thuật khác nên được. Tôi muốn có thể cấp nguồn cho các loại thiết bị khác nhau cần 5VDC, ví dụ như một quả mâm xôi pi hoặc sạc điện thoại qua usb.

Dưới đây là một cách nhanh chóng và hơi bẩn để tính giá trị điện dẫn cho bộ điều chỉnh buck hoạt động ở chế độ dẫn không đổi (CCM). Nó sẽ dẫn đến một cuộn cảm sẽ gần với những gì bạn sẽ nhận được với một phép tính chính xác hơn, và sẽ không khiến bạn gặp rắc rối.

Những gì bạn cần biết để tính toán độ tự cảm:

• Điện áp đầu ra, $V_o$
• Đầu ra hiện tại, $I_o$
• Chuyển đổi tần số, $F_{\text{sw}}$
• L = $\frac{\text{$\Delta $t}V_o}{\text{$\Delta $I}}$

Đặt ra một vài giả định:

• $\text{$\Delta $I} = \frac{I_o}{10}$
• $\text{$\Delta $t} = \frac{1}{F_{\text{sw}}}$

vì thế

L = $\frac{10 V_o}{I_o F_{\text{sw}}}$

$I_o$$F_{\text{sw}}$

$\text{$\mu $H}$

Khi chọn cuộn cảm:

• $I_o$$I_o$

• Đảm bảo tần số cộng hưởng loạt (SRF) cao hơn ít nhất một thập kỷ so với tần số chuyển đổi.

Vấn đề lớn tôi thấy là bạn chưa chỉ định bất kỳ tham số nào ngoài "Tôi đang thiết kế một cái xô".

Nếu bạn chưa tìm ra các tham số này, vui lòng làm như vậy:

• Dải điện áp đầu vào
• Điện áp đầu ra
• Ripple đầu ra tối đa
• Sản lượng tối đa hiện tại
• Kích thước và ESR của tụ điện đầu ra

Tất cả những vấn đề này:

• Dòng điện gợn của cuộn cảm thường được nhắm mục tiêu theo tỷ lệ phần trăm của tổng dòng điện đầu ra DC
• Điện áp gợn đầu ra là dòng điện từ cực đại đến cực đại được đặt chồng lên trên ESR của tụ điện đầu ra

• Ripple từ đỉnh đến đỉnh cũng liên quan đến chu kỳ nhiệm vụ, đó là

  $\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$

• Có ý nghĩa ổn định phản hồi khi hoạt động trong CCM (CCM giới hạn băng thông tối đa bạn có thể đạt được trong khi duy trì mức tăng và biên độ pha)

• Cuộn cảm phải xử lý dòng điện một chiều mà bạn muốn mà không bão hòa, và tổn thất DC trong cuộn dây phải nằm trong giới hạn của bộ phận.

EDIT: Mục tiêu của bạn là 1A ở mức 5V. Nếu bạn sử dụng '10% quy tắc ngón tay cái ', dòng điện cực đại cực đại cực đại của cuộn cảm tối đa phải là 100mA.

$\dfrac{5V}{15V}=0.333$

$\dfrac{0.333}{2.2MHz}=166.5ns$

$V_L = L \dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

$L = \dfrac{V_L \cdot \Delta t}{\Delta I} = \dfrac{(15V-5V) \cdot 166.5ns}{100mA} = 16.65 \mu H$

Một cuộn cảm lớn hơn sẽ cung cấp cho bạn dòng điện gợn nhỏ hơn. Điều ngược lại là đúng - một cuộn cảm nhỏ hơn sẽ cung cấp cho bạn dòng điện gợn lớn hơn.

$500m \Omega$

Để điều chỉnh tải tốt và độ gợn thấp, bạn muốn điện trở nối tiếp của cuộn cảm và tụ điện tương ứng nhỏ hơn nhiều so với điện trở ON của công tắc.

đối với MAX16974, RON được đo giữa SUPSW và LX, ILX @ 500mA Ron = 185mΩ typ, tối đa 400 mΩ

Vì vậy, chọn R của L là << 185 mΩ, chẳng hạn như 10 ~ 20% Ron hoặc R của (L) = 19 ~ 38 mΩ