Aşağıdaki kova regülatörü için doğru indüktör değerini nasıl seçerim?

Her şeyden önce, matematikte biraz emiyorum ve elektronik deha değilim, bu yüzden yaptığım şeyler eğlence ve öğrenme amaçlı ...

USB Vbus 5V'mi 3.3V'ye dönüştürmek için bir kova dönüştürücü devresi üzerinde çalışıyorum. Seçtiğim AP5100 ve oldukça bazı parçalarının üzerine doğru değerleri anlamaya zorlu bulma.

Veri sayfası 3.3V çıkış voltajı oluşturmak için Tablo 6 sayfa 1'deki R1 (49.9kΩ) ve R2 (16.2kΩ) değerlerini düzgün bir şekilde belirtir, ancak nasıl hesaplanacağını anlayan bir tren şutu buluyorum L1 indüktörü için endüktans değeri. Veri sayfası sayfa 2, Şekil 3'te 3,3µH'yi gösterir:

3.3µH nasıl hesaplandığını daha iyi anlamak istiyorum ve bu aslında benim uygulama için doğru değer ise.

Şimdi veri sayfasına geri dönelim, L hesaplamak için formül şu şekilde ifade edilir:

ΔIL, indüktör dalgalanma akımı ve fSW, kova dönüştürücü anahtarlama frekansıdır.

Veri sayfası şunları belirtir:

İndüktör dalgalanma akımını maksimum yük akımının% 30'u olacak şekilde seçin. Maksimum indüktör tepe akımı aşağıdakilerden hesaplanır:

$$IL(MAX) = ILOAD + \frac{\Delta IL}{2}$$

Tamam, burası korkunç bir şekilde kaybolduğum ve minik beynimi değerin etrafına sarmak için elimden gelenin en iyisini yapmaya çalışıyorum.

Aşağıdakileri biliyorum:

• Vin = 5V (USB Vbus)
• Vout = 3.3V
• fSW = 1,4 MHz
• I = 2.4A (sanırım)

İndüktör değerine ulaşmak için ΔIL (dalgalanma akımı) nasıl belirlenir?

Formülüm sonunda böyle bir şey olmalı, değil mi?

Ama ΔIL nedir?

Ayrıca buck dönüştürücünün Vin için bir dizi girişe izin vermesi gerektiğini düşündüm, bu durumda 4.75V ila 24V?

İşte Kartal CAD ile çizdiğim şematik:

$\frac{\text{L di} }{\text{dt}}$

• $\frac{V \text{$\Delta $t}}{\text{$\Delta $I}}$

• $\text {$\Delta $I}$

$\text {$\Delta $I}$$\text {$\Delta $I}$

$V_{\text{in}}$$V_o$$\frac {V_o} {V_ {\text {in}}}$$V_{\text{in}}$$\frac{10 V_o}{I_o F_{\text{sw}}}$(Bu görünüm hakkında daha fazla bilgi için Bir kova regülatörü devresi için bir indüktör nasıl seçilir? ). Aşırı bir tahmin, özellikle de gelişimin erken dönemindeyseniz veya çıkış akımının ne kadar olacağından emin değilseniz (çıkış akımı genellikle beklenenden daha yüksek olur).

Linear Tech'e baktığınız için (Anindo Ghosh'un işaret ettiği gibi) CAD desteklerini de kullanmalısınız.

Bir kova düzenleme devresi tasarlamak için , üreticilerin web sitelerindeki çeşitli ücretsiz çevrimiçi güç tasarım araçlarından biriyle başlamak daha iyi olabilir :

• Fairchild Semiconductor: Güç Kaynağı WebDesigner
• Doğrusal Teknoloji: LTPowerCAD
• Texas Instruments: WeBench Power Designer ve SwitcherPro Tasarım Aracı

Gereksinimlerinizi (örneğin kabul edilebilir dalgalanma dahil) parametre olarak sağlayarak, araç genellikle amaca uygun bir dizi denetleyiciyi kısa listeye alır. Bu genellikle önceden kararlaştırılmış bir kontrolörle başlayıp destek bileşenleri için veri sayfası tarafından belirtilen değerlerden sapmaya çalışmaktan daha güvenli bir yaklaşımdır.

Bahsedilen ücretsiz "güç tasarımcısı" araçlarının çoğu , genellikle parça numaralarına sahip olan gerekli indüktör (ler) dahil olmak üzere çıktı olarak eksiksiz bir malzeme listesi sağlar .

Bazıları (örn. TI WeBench) ayrıca önerilen düzen ve gerekli pano alanı tahminlerini sağlar. Bazı araçlar ayrıca bileşen sayısı, maliyet ve diğer tercihlerin yanı sıra bir tasarım parametresi olarak istenen pano alanına izin verir.

Yanlış değere sahip bir indüktör seçerseniz ne olacağını anlamaya yardımcı olabilir .

Çok düşük bir değere sahip bir indüktör seçerseniz, içinden geçen akım her anahtarlama döneminde çok fazla değişecektir. Akım, bir anahtarlama periyodunda o kadar fazla büyüyebilir ki, indüktörü tahrik eden devrenin akım kapasitesini aşar. Bu yüksek dalgalanma akımı, çıkış tarafındaki kapasitör için de hoş değildir. Kondansatördeki ESR kayıpları yüksek olacak veya dalgalanma akımı kondansatörün derecesini aşacak ve başarısız olacaktır.

Çok büyük bir değere sahip bir indüktör seçerseniz, ihtiyacınız olmayan çok sayıda indüktör için ödeme yapacaksınız. Çekirdekli indüktörler doyma akımına sahiptir. Bu, çekirdeğin daha fazla manyetik akı alamadığı akımdır ve indüktör, çekirdekli bir indüktör olmayı bırakır ve neredeyse bir tel olmaya başlar. Belirli bir boyut ve malzemeden belirli bir çekirdek için, sadece etrafına daha fazla tel dönüşü koyarak daha yüksek endüktanslı bir indüktör yapabilirsiniz. Ancak, bu dönüşlerin her biri daha fazla manyetik akıya katkıda bulunur, bu nedenle daha fazla dönüş ekleyerek, indüktörün doyma akımını da azaltırsınız, çünkü akımınız indüktör aracılığıyla manyetik akıya ulaşmak için tel dönüş sayısı ile çarpılır. . Bu nedenle, aynı doygunluk akımında daha yüksek bir endüktans istiyorsanız, fiziksel olarak daha büyük bir çekirdeğe ihtiyacınız vardır.

Matematiğin bir açıklamasını başka bir cevaba bırakacağım. Bu tür şeylerin en iyisi değilim.

İndüktör değerine ulaşmak için ΔIL (dalgalanma akımı) nasıl belirlenir?

Çip üreticisi tarafından sağlanan temel kuralı kullanın (beklenen maksimum DC çıkış akımınızın% 30'una eşit bir değer seçin). Ayrıca, sayfa 8'de "Çoğu uygulama için maksimum yük akımından en az% 25 daha yüksek DC akım oranına sahip 1μH ila 10μH indüktör" yazan bir not vardır.

I = 2.4A (sanırım)

Ancak, beklenen maksimum DC çıkış akımınızın ne olduğundan emin olmadığınız anlaşılıyor.

Wikipedia'dan utanmadan ödünç alınan bu dalga formuna bir göz atın:

İndüktör akımı altta gösterilir. Rampaların büyüklüğü şu şekilde tanımlanır:

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

İndüktörünüzü rampaların büyüklüğüne göre tanımlarsınız: yani, beklenen maksimum DC çıkış akımının% 30'unu ($I_{av}$dalga formunda). Bu nedenle indüktörü seçmeye çalışmadan önce maksimum beklenen DC çıkış akımınızı bilmek önemlidir.

Ayrıca, bu parçanın, çıkış LC filtresine sınırlamalar getirecek dahili hata amplifikatörü telafisine sahip olduğunu unutmayın (dönüştürücünün kapalı döngü frekans yanıtını ölçmek için ekipmanınız yoksa, endüktans aralıklarından sapmayın).