Розрахунок розміру кришки та індуктора для перетворювача долара

Яка ідея вибору значення індуктора та конденсатора для доларових перетворювачів DCDC (взагалі немає конкретного номера деталі)?

Я спробував випадковий з низьким опором, і він начебто працює, але хочу знати ідею обчислення оптимального значення (на основі частоти і максимального струму).

Це базовий конвертер доларів:

Струм через індуктор є $I_L$, напруга над індуктором становить $V_L$. Напруга над навантаженням (резистором) і конденсатором є$V_{out}$. Верхній стан називається увімкненим, а нижній - вимкненим. Перемикачем керує сигнал ШІМ.

Співвідношення між $V_L$ і $I_L$ є:

$$V_{L}=L\frac{dI_L}{dt}$$ Коли перемикач перетворювача закритий, $V_L = V_{in} - V_{out}$, тому напруга над індуктором позитивна. Це означає, що струм через індуктор збільшиться, як описано вище. Коли перемикач закритий,$V_L = - V_{out}$(падінням напруги над діодом тут нехтують). Так струм через індуктор зменшиться.

Індуктивність обмежує швидкість збільшення та зменшення струму. Тому використовуйте більший індуктор для меншої пульсації струму. Оскільки конденсатор діє як буфер напруги, більший конденсатор зробить пульсацію напруги меншою.

Все, звичайно, залежить від частоти ШІМ-сигналу. Чим вище частота, тим менший час збільшення струму. Так що більш висока частота зменшить струм пульсації.

Коли ви робите або купуєте індуктор, переконайтесь, що струм, з яким може справлятися індуктор, більший, ніж піковий струм, який є середнім струмом + 50% струму пульсації.

Купуючи конденсатор, переконайтеся, що він має низький показник ESR, тому мінімальні втрати електроенергії.

Дуже хороші пояснення щодо розрахунку необхідної індуктивності та ємності є на цьому веб-сайті: http://www.daycounter.com/LabBook/BuckConverter/Buck-Converter-Equations.phtml Існує також калькулятор, який можна використовувати для обчислення необхідна індуктивність і ємність.

Створення власного доларового (або підвищення) конвертера - це дійсно цікаво! Ви повинні враховувати втрати комутації та електропровідності в комутаторі, втрати на електропровідність та серцевину в індукторі, втрати в ємності та діоді. Розробка перетворювача долара шукає комбінацію частоти, C і L з найвищою ефективністю і найменшими витратами. (І не перетворюйте перетворювач на радіопередавач, як я це зробив сьогодні вранці :-P)

Зображення з Вікіпедії, в якій є чудова стаття про перетворювачі доларів .

Вибір індуктора є критичним з численних причин:

• він диктує пульсаційний струм, що джерела конденсаторів, а отже, напруга пульсацій, накладене на їх ШОЕ, що є вихідною напругою пульсації.
• він диктує, при якій навантаженні перетворювач переходить з перервного в безперервний режим, що важливо знати для стабільності циклу зворотного зв'язку (для перерви в режимі переривчастого режиму потрібна лише однополюсна компенсаційна мережа; долар безперервного режиму потребує двох), розсіювання потужності ( Максимальна потужність перемикача та RMS вище в доларах переривчастого режиму, ніж у доларах безперервного режиму при тому самому рівні потужності) та робочому циклі (перехідний перехідний режим має компонент мертвого часу, що призводить до того, що робочий цикл змінюється залежно від навантаження ; робочий цикл долара безперервного режиму по суті фіксується відносно навантаження)
• поточна швидкість виходу індуктора буде ставити верхню межу на перехідну реакцію перетворювача

Взагалі, простіше вибрати індуктор, який ви хочете, а потім розмір вихідної ємності з точки зору напруги пульсацій; переконайтесь, що комбінований ШОЕ надає вам потрібну пульсацію, а також, що ковпачки відповідно оцінені відповідно до струму пульсації та частоти, яку надає індуктор.

Ви повинні переконатися, що індуктор не насититься при вашому найгіршому випадку перевантаження, оскільки струм постійного струму може призвести до того, що проникність магнітного матеріалу згортається, що призведе до високої пульсації перемикання. Якщо ви не маєте досвіду в галузі дизайну магнітики, то легше вибрати індуктивний індуктор, який підходить для долара (тобто той, який визначає, скільки струму він може обробити перед насиченням).

[Це приємно грати з феритовими матеріалами з розподіленою щілиною, такими як "Сендуст" та "Кул-Му", які можуть зловживати великою кількістю зловживань, не насичуючи і не підриваючи свої перемикачі, але я відволікаюсь ...]

У Linear є відмінні таблиці даних з великою кількістю інформації про вибір компонентів для SMPS. Наприклад , коли я дивлюся на таблицю для LTC3127 я бачу розділи для Buck-Boost , індуктивності Вибір , вихід і вхід конденсатора Вибір і ємнісне Приклад вибору . У таблицях даних є детальні розрахунки.