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DC-DC电源电感选型参考


DC-DC电源电感选型参考

DC-DC电源电感选型主要参考几个参数:电感量 L,自谐频率 f0,直流电阻 DCR,饱和电流
Isat,有效电流 Irms。
DC-DC电源电感选型参考

一、DC-DC电源电感选型特别注意要点: 

1、在保证DC-DC电源电感的储能条件下,无须刻意追求大感量,尽管越大感量电感储能越强,纹波越小。但同时封装尺寸会增大,电感价格也可能更高。D直流电阻CR会增加,不仅容易发热,而且也降低DC-DC电源效率
2、DC-DC电源电感选型时注意最高工作频率必须电感自谐频率,否则电感失效。
3、工作电流尽可能在有效电流 Irms以内,DC-DC电源电感不可长时间的在接近饱和电流Isat 的环境中工作。

二:DC-DC电源电感选型步骤

1、依据DC-DC电源芯片手册上的计算方法,计算所需的电感量

以Buck 型 DC-DC电源芯片为例,电感计算公式如下:


Lmin=【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irpp
其中:Vinmax = 最大输入电压   Vout =电源输出电压
Fsw = 开关频率   Irpp = 电感纹波电流
通常将 Irpp 控制在 50%的输出额定电流 Irate。则上述公式变化如下:
Lmin=2*【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irate
对于 Boost 型 DC—DC 的 Lmin 电感计算公式如下:
最小电感量Lmin=2*【Vinmax*(1-Vinmax/Vout)】/Fsw*Irate

2、综合DC-DC电源电感的 电感值, 工作电流,安装空间选择合适的电感器。

1)电感价格:从价格考虑,一般来说,小型工字电感,色环电感的价格低于贴片电感 ,普通绕线电感价格低于一体成型电感,小体积的比大体积和微型电感价格便宜。
2)封装尺寸:在保证电感量和电流的前提下,DC-DC电源电感封装尺寸尺可能小,一是安装空间有限,小体积的DC-DC电源电感也有利于产品的小型化。二是小尺寸电感价格一般更便宜。 
3)安装方式:贴片电感安装方便,体积小,尤其是屏蔽贴片功率电感用于DC-DC电源,不仅可以保障DC-DC电源效率,更具有良好的EMC特性。小型的插件电感储能好,但是工作电流通常不大。环形电感比较灵活,但是生产周期较长,安装效率也不高。
4)稳定性:通常贴片电感稳定性>色环电感>工字电感>环形电感,这也是DC-DC电源倾向用贴片电感的原因。

三、DC-DC电源电感发展趋势

从DC-DC电源的发展趋势来说, 目前电子产品走向小型化,所以小体积大电感量的贴片电感,尤其是具有大电流低DCR属性的一体成型电感在未来有大的发展潜力。
DC-DC电源电感选用微型一体成型电感的产品会越来越多,目前,主流的个人电脑上的DC-DC电源电感及主板显卡电感均开始大规模集成一体成型电感。而在LCD面板,中高端智能手机主流品牌,DC-DC电源电感选型基本上以一体成型电感为主。

据行业数据报告指出,Iphone、华为、小米等旗舰机型以及增益电感长期合作伙伴中兴手机也开始跟进将微型一体成型电感应用到DC-DC电源及其他模块中,也纷纷采用一体成型电感来解决大电流及高密度贴装的问题三星手机电感中60%为一体成型电感,而iPhone全机100%使用一体成型电感,当然DC-DC电源也不例外。

随着2013年电感厂家技术革新,扩大规模,一体成型电感价格急速下降,目前已经非常接近传统绕线电感。这使得各个做DC-DC电源设计的工程师选型时更倾向考虑性能更加稳定的一体成型电感。增益电感目前合作的电源相关企业,近年DC-DC电源类产品也开始加大了一体成型电感的采购量。
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