如何正确选择电感电流纹波?

发布时间:2023-03-23  

在大部分开关稳压器的数据手册,以及大部分应用笔记和其他说明文本中,纹波建议在标称负载工作的30%。这意味着在标称负载电流下,波峰和波谷分别比平均电流高15%和低15%。为何选择30%的电感电流纹波或电流纹波比(CR)可以说是不错的折衷方案?

本文引用地址:


在大部分开关稳压器的数据手册,以及大部分应用笔记和其他说明文本中,电感电流纹波建议在标称负载工作的30%。这意味着在标称负载电流下,电感电流波峰和电感电流波谷分别比平均电流高15%和低15%。为何选择30%的电感电流纹波或电流纹波比(CR)可以说是不错的折衷方案?




对于降压转换器,例如图1所示的转换器,公式1适用:


如何正确选择电感电流纹波?

图1. 使用降压转换器时相应的电感电流纹波。


如何正确选择电感电流纹波?


此公式基于电流纹波比CR计算降压转换器所需的电感值L。该比值一般指定为0.3,或30%峰峰纹波。在该公式中,D表示占空比,T表示周期时间,取决于各自的开关频率。


使用不同的电感电流纹波会怎么样?



图2中,红色线条表示电路的电感电流纹波(电流纹波比(CR)为30%,输出电流为3A。这是开关稳压器电路设计中常见的折衷选择。蓝色波形对应的电感电流纹波为133%,绿色波形对应的电感电流纹波为7%。




如何正确选择电感电流纹波?
图2. 标称负载下,纹波电流比为30%的电感电流纹波(红色)、小电感电流纹波(蓝色)和大电感电流纹波(绿色)。

图3显示相同的电路以部分标称负载作为输出电流(例如1A)运行时的情况。在高电感电流纹波下,如图3中的蓝色波形所示,电感会在每个周期完全放电。这个模式称之为断续导通模式(DCM)。在这种模式下,控制环路的稳定性发生变化,可能产生更高的输出电压纹波。

如何正确选择电感电流纹波?
图3. 部分负载下,纹波电流比为30%的电感电流纹波(红色)、小电感电流纹波(蓝色)和大电感电流纹波(绿色)。

所以需要采用一定的纹波电流比,以避免出现DCM。在纹波电流比为30%时,能得到不错的折衷结果。如果纹波电流比较低,即使在部分负载下,系统大部分时间也会在连续电流导通模式下运行。所以,通过对电路进行优化,便可在该模式下运行。

选择的纹波电流比过高会怎么样?
纹波电流比高于30%时,电感尺寸更小,成本更低。但是,峰值电流大幅增高,会产生大量电磁干扰(EMI),远高于典型电路能够接受的水平。此外,要使用连续导通模式(CCM),负载电流要达到更高。这还不是问题,但是在这个模式下,其工作特性会发生改变,在设计电路时,这一点必须考虑在内。

此外,相较于较低的电感电流纹波,还会导致更高的输出电压。

选择的纹波电流比过低会怎么样?
纹波电流比低于30%时,电感尺寸更大,成本更高。因为储能设备的尺寸很大,负载瞬态响应会更低一些。例如,在快速断开高负载电流时,电感中存储的电能必须传输到某些地方。这会导致输出电容(COUT)两端的电压升高。电感中的电能越多,输出电压就越高。过压可能会损坏供电电路。


在权衡不同的电感电流纹波比的优缺点之后,我们发现,对于大部分应用,约30%左右的电流纹波比更为合用。但是,在有些情况下,也可以有所偏离,只要结果可以接受。
(来源:亚德诺半导体)

文章来源于:电子产品世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    Buck电路输入电容计算方法,再也不用死记硬背!; 本文详细介绍了DCDC转换器中输入电容的选择依据,包括电流参数和电压参数的计算。通过纹波电流的有效值公式推导,指出占空比为0.5时输入电容纹波电流......
    路: 第三路: 实取15匝。 副边输出滤波电容纹波电流有效值计算和电容选取 ①按输出纹波电压的要求计算最小输出电容 当电路稳定工作时,对任意负载均有: 其中:C为电容容量,Rc为电容阻抗。 各路输出纹波电......
    是一种降压斩波器,降压变换器输出电压Uo总是小于输出电压UD。 通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率、电感电感L和电容C的数......
    模块工作在相同的固定开关频率,可编程范围为200kHz至2.2MHz,并可通过SYNC输入与外部时钟信号同步。120°错相工作时,各个转换器的工作频率高达2.2MHz,将输入电容纹波......
    设备以及通信领域等要求具备高可靠性的市场上推销了产品。近年来随着车载电气化的发展,对“高容许纹波电流”的市场需求可谓是水涨船高。为了满足这些需求,尼吉康开发了高容许纹波电流大于PCR系列的PCA系列(125......
    反向纹波电流(2023-08-30)
    器的输入引脚上添加一个具有低 ESR 的电解电容器或钽电容器。电容器通过线路阻抗以比主电源低得多的阻抗为脉动纹波电流提供能量,因此主电源提供输入电流的直流分量,而电容器提供输入电流的大部分交流分量并且从主电源流出的交流电流大大减少。......
    、电感功率损耗推导 15、电容纹波电流推导 16、效率方程推导 17、电路......
    开关稳压器电路设计中常见的折衷选择。蓝色波形对应的电感电流纹波为133%,绿色波形对应的电感电流纹波为7%。 图2. 标称负载下,纹波电流比为30%的电感电流纹波(红色)、小电感电流纹波(蓝色)和大电感电流纹波(绿色)。图3显示相同的电路以部分标称负载作为输出电流......
    会怎么样?   图2.标称负载下,纹波电流比为30%的电感电流纹波(红色)、小电感电流纹波(蓝色)和大电感电流纹波(绿色)。 图2中,红色线条表示电路的电感电流纹波电流纹波比(CR......
    电平之上就会附着包含周期性与随机性成分的杂波信号,这就产生了纹波。在额定输出电压、电流的情况下,输出直流电压中的交流电压的峰值就是通常所说的纹波电压。纹波是一种复杂的杂波信号,它是......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>