开关电源模块中如何选择适宜的电感器?
发布时间:2020-05-25 14:26:11 浏览:2179
电感器在流过的电流量上有着非常大的惯性。因为磁通量连续性的性能,电感器上的电流量需要是连续性的,否则的话将会形成非常大的工作电压尖峰。
电感器为磁性元器件是有磁饱和现象存在的。有的设备允许电感器饱和状态,有的设备不允许电感器出现饱和状态,也有的设备允许电感器从相对应电流值刚开始进入饱和状态。
大部分情况下,电感器工作在线性区不伴随着端电压与电流量的变化而变化。但,开关电源模块存有一个不容忽视的现象,即电感器的绕线现象,一个是难以避免的绕线电阻,另一个是与绕制工艺技术、材料相关的分布式杂散电容器。
杂散电容器在低频时影响不大,但伴随着工作频率的提高而变得越来越明显,当工作频率高达到某一个值以上时,电感器便会变成电容器性能。假如将杂散电容器集中化在一个电容器,则从电感器的等效电路能够看出在某一工作频率后所展现的电容器性能。从而可看出,纹波电流量的大小跟电感器值相关。
电容器上的工作电压与电流量的积分(安·秒)成正比,电感器上的电流量与工作电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感器工作电压变化,电流量变化率di/dt也将变化;正向工作电压使电流量线性上升,反向工作电压使电流量线性下降。
纹波电流量的大小相同会影响电感器和输出电容器的规格尺寸,纹波电流量通常设定为最大输出电流量的10%~30%,因而对降压型开关电源而言,流过电感器的电流量峰值比开关电源输出电流量大5%~15%。
升压电源模块与降压电源模块不一样,升压电源模块的负载电流量并不是一直由电感器电流量提供。当开关管接通时,电感器电流量经过开关管流入地,而负载电流量由输出电容器提供,因而输出电容器需要有足够大的储能技术容量来保证这一期间负载所需的电流量。但在开关管关闭期间,流过电感器的电流量除了保证给负载,还会给输出电容器充电。
一般说来,电感器值变大,输出纹波会减小,但开关电源的动态响应也会相对应变差,因此电感器值的选取能够依据电路的具体设备要求来调节以达到最理想化效果。
开关电源模块的开关工作频率提高能够让电感器值减小,使电感器的物理规格尺寸减小,节省PCB电路板空间,目前开关电源模块有高频率发展的新趋势,适合产品设备的体积变得越来越小。
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