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開關(guān)電源模塊中如何選擇適宜的電感器?

發(fā)布時(shí)間:2020-05-25 14:26:11     瀏覽:2133

電感器在流過的電流量上有著非常大的慣性。因?yàn)榇磐窟B續(xù)性的性能,電感器上的電流量需要是連續(xù)性的,否則的話將會形成非常大的工作電壓尖峰。

電感器為磁性元器件是有磁飽和現(xiàn)象存在的。有的設(shè)備允許電感器飽和狀態(tài),有的設(shè)備不允許電感器出現(xiàn)飽和狀態(tài),也有的設(shè)備允許電感器從相對應(yīng)電流值剛開始進(jìn)入飽和狀態(tài)。

大部分情況下,電感器工作在線性區(qū)不伴隨著端電壓與電流量的變化而變化。但,開關(guān)電源模塊存有一個(gè)不容忽視的現(xiàn)象,即電感器的繞線現(xiàn)象,一個(gè)是難以避免的繞線電阻,另一個(gè)是與繞制工藝技術(shù)、材料相關(guān)的分布式雜散電容器。

雜散電容器在低頻時(shí)影響不大,但伴隨著工作頻率的提高而變得越來越明顯,當(dāng)工作頻率高達(dá)到某一個(gè)值以上時(shí),電感器便會變成電容器性能。假如將雜散電容器集中化在一個(gè)電容器,則從電感器的等效電路能夠看出在某一工作頻率后所展現(xiàn)的電容器性能。從而可看出,紋波電流量的大小跟電感器值相關(guān)。

電容器上的工作電壓與電流量的積分(安·秒)成正比,電感器上的電流量與工作電壓的積分(伏·秒)成正比。只要電感器工作電壓變化,電流量變化率di/dt也將變化;正向工作電壓使電流量線性上升,反向工作電壓使電流量線性下降。

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紋波電流量的大小相同會影響電感器和輸出電容器的規(guī)格尺寸,紋波電流量通常設(shè)定為最大輸出電流量的10%~30%,因而對降壓型開關(guān)電源而言,流過電感器的電流量峰值比開關(guān)電源輸出電流量大5%~15%

升壓電源模塊與降壓電源模塊不一樣,升壓電源模塊的負(fù)載電流量并不是一直由電感器電流量提供。當(dāng)開關(guān)管接通時(shí),電感器電流量經(jīng)過開關(guān)管流入地,而負(fù)載電流量由輸出電容器提供,因而輸出電容器需要有足夠大的儲能技術(shù)容量來保證這一期間負(fù)載所需的電流量。但在開關(guān)管關(guān)閉期間,流過電感器的電流量除了保證給負(fù)載,還會給輸出電容器充電。

一般說來,電感器值變大,輸出紋波會減小,但開關(guān)電源的動態(tài)響應(yīng)也會相對應(yīng)變差,因此電感器值的選取能夠依據(jù)電路的具體設(shè)備要求來調(diào)節(jié)以達(dá)到最理想化效果。

開關(guān)電源模塊的開關(guān)工作頻率提高能夠讓電感器值減小,使電感器的物理規(guī)格尺寸減小,節(jié)省PCB電路板空間,目前開關(guān)電源模塊有高頻率發(fā)展的新趨勢,適合產(chǎn)品設(shè)備的體積變得越來越小。

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