스위칭 전원 공급 장치에 적합한 인덕터를 선택하는 방법은 무엇입니까?

유도는 또한 그것을 통해 흐르는 전류에 있는 "아주 큰 관성"을 특징으로 하는 초크에게 불립니다. 즉, 자기 플럭스의 연속성으로 인해 인덕터의 전류가 연속되어야 하며 그렇지 않으면 큰 전압 스파이크가 생성됩니다. 유도는 자기 성분이며, 자연적으로 자기 포화의 문제가 있습니다. 일부 응용 프로그램은 인덕터가 포화할 수 있도록 허용하고, 일부 응용 프로그램은 인덕터가 특정 전류 값에서 포화상태에 들어갈 수 있도록 허용하며, 일부 응용 프로그램은 인덕터가 포화를 허용하지 않으며, 이는 특정 회로에서 구별이 필요합니다.

대부분의 경우 인덕터는 "선형 영역"에서 작동하며, 이 때 인덕트 값은 일정하며 단자 전압 및 전류로 변경되지 않습니다. 그러나, 스위칭 전원 공급장치에서 무시할 수 없는 문제점이 있는데, 즉 인덕트의 권선은 두 개의 분산 파라미터(또는 기생 파라미터)를 야기할 것이고, 하나는 불가피한 권선 저항이고, 다른 하나는 권선 공정 및 재료와 관련된 분포이다. 길 잃은 커패시턴스.

길 잃은 정전 용량은 낮은 주파수에서 거의 영향을 미치지 않지만 주파수가 증가함에 따라 점차 적으로 명백해집니다. 주파수가 특정 값보다 높을 때, 유도는 정전용량 특성이 될 수 있다. 길 잃은 커패시턴이 커패시터에 "농축"되는 경우, 유도의 동등한 회로는 특정 주파수 후에 나타나는 커패시턴스 특성을 보기 위해 사용될 수 있다.

회로에서 인덕터의 작동 상태를 분석하거나 전압 및 전류 파형을 그리는 경우 다음 특성을 고려할 수 있습니다.

1. 현재 내가 인덕터 L을 통해 흐르는 경우, 인덕터에 저장된 에너지는 다음과 같이:E=0.5×L×I2 (1)

2. 스위칭 사이클에서 인덕터 전류(피크-투 피크 리플 전류)의 변화와 인덕터 전체의 전압 간의 관계는 다음과 같은 것입니다.V=(l×di)/dt(2)

잔물결 전류의 크기는 인덕트 값과 관련이 있음을 볼 수 있습니다.

3. 커패시터가 전류를 충전하고 배출하는 것처럼 인덕터에는 전압 공정도 충전 및 방전이 있습니다. 커패시터의 전압은 전류(A·초)의 일체에 비례하며 인덕터의 전류는 전압(Volt·sec)의 일체에 비례한다. 인덕터 전압이 변경되는 한, 현재 의 변화 율 디/dt도 변경됩니다. 전방 전압으로 인해 전류가 선형으로 상승하고 역전압으로 인해 전류가 선형으로 떨어집니다.

올바른 인덕팅 값을 계산하는 것은 가장 작은 출력 전압 리플을 얻기 위해 올바른 인덕터 및 출력 커패시터를 선택하는 데 매우 중요합니다.

도 1에서 스위칭 전원 공급 장치를 통해 흐르는 전류가 AC 및 DC 구성 요소로 구성된다는 것을 알 수 있다. AC 구성 요소는 주파수가 높기 때문에 출력 커패시터를 통해 지면으로 흐르고 해당 출력 리플 전압 DV를 생성합니다. =디×RESR. 이 잔물결 전압은 전력 시스템의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않도록 가능한 한 낮아야 합니다. 일반적으로 피크-투 피크 값은 10mV~500mV입니다.

그림 1: 스위칭 전원 공급 장치의 인덕터 전류입니다.

잔물결 전류의 크기는 인덕터 및 출력 커패시터의 크기에도 영향을 줍니다. 리플 전류는 일반적으로 최대 출력 전류의 10%~30%로 설정됩니다. 따라서 스텝다운 전원 공급 장치에 대해 인덕터를 통해 흐르는 전류의 피크 값은 전원 공급 장치보다 높습니다. 출력 전류는 5%~15% 더 큽습니다.

스텝다운 스위칭 전원 공급 장치 도입 선택

스텝다운 스위칭 전원 공급 장치에 대한 인덕터를 선택할 때최대 입력 전압, 출력 전압, 전원 스위칭 주파수, 최대 잔물결 전류 및 듀티 사이클을 결정해야 합니다. 다음은 단계적 스위칭 전원 공급 장치의 유도 계산을 설명하기 위한 예로 그림 2를 예로 들 수 있습니다. 먼저 스위칭 주파수가 300kHz이고 입력 전압 범위는 12V±10%, 출력 전류가 1A이고 최대 리플 전류는 300mA라고 가정합니다.

그림 2: 스텝다운 스위칭 전원 공급 장치의 회로 다이어그램입니다.

최대 입력 전압은 13.2V이며 해당 듀티 사이클은 다음과 입니다.

D=Vo/Vi=5/13.2=0.379(3)

그 중 Vo는 출력 전압이고 Vi는 출력 전압입니다. 스위치 튜브가 켜져 있을 때 인덕터의 전압은 다음과 같은 것입니다.

V=Vi-Vo=8.2V(4)

스위치 튜브가 꺼지면 인덕터의 전압은 다음과 같은 것입니다.

V=-Vo-Vd=-5.3V(5)

dt=D/F(6)

포뮬러 2/3/6을 포뮬러 2로 대체하면 다음을 제공합니다.

스텝업 스위칭 전원 공급 장치 도입 선택

스텝업 스위칭 전원 공급 장치의 인덕턴스 값 계산을 위해, 계산 방법은 듀티 사이클과 인덕터 전압 간의 관계가 변경되었음을 제외하고는 스텝다운 스위칭 전원 공급 장치의 것과 동일합니다.

그림 3을 계산의 예로 예로 들어 보겠습니다. 스위칭 주파수가 300kHz라고 가정하면 입력 전압 범위는 5V±10%, 출력 전류는 500mA이고 효율은 80%, 최대 잔물결 전류는 450mA이며, 해당 듀티 사이클은 다음과 예:

D=1-Vi/Vo=1-5.5/12=0.542(7)

그림 3: 스텝업 스위칭 전원 공급 장치의 회로 다이어그램.

스위치 튜브가 켜져 있을 때 인덕터의 전압은 다음과 같은 것입니다.

V=Vi=5.5V(8)

스위치 튜브가 꺼지면 인덕터의 전압은 다음과 같은 것입니다.

V=Vo+Vd-Vi=6.8V (9)

포뮬러 6/7/8을 포뮬러 2로 대체하면 다음을 제공합니다.

스텝업 전원 공급 장치는 전자의 부하 전류가 인덕터 전류에 의해 항상 제공되지 않는다는 점에서 스텝다운 전원 공급 장치와 다릅니다. 스위치 튜브가 켜져 있을 때 인덕터 전류가 스위치 튜브를 통해 지면으로 흐르고, 하중 전류는 출력 커패시터에 의해 제공됩니다. 따라서 출력 커패시터는 이 기간 동안 부하에 필요한 전류를 제공하기에 충분한 에너지 저장 용량을 가져야 합니다. 그러나 스위치 오프 기간 동안 인덕터를 통해 흐르는 전류는 부하를 제공 할뿐만 아니라 출력 커패시터를 충전합니다.

일반적으로 인덕턴스 값이 클수록 출력 잔물결이 작아지지만 전원 공급 장치의 동적 응답은 그에 따라 악화됩니다. 따라서, 유도값의 선택은 회로의 특정 적용 요건에 따라 조정되어 가장 이상적인 효과를 얻을 수 있다.

스위칭 주파수의 증가는 인덕턴스 값을 작게 만들 수 있으므로 유도의 물리적 크기를 작게 만들고 회로 기판 공간을 절약할 수 있습니다. 따라서, 현재스위칭 전원 공급 장치는 작고 작은 전자 제품의 요구 사항을 충족하기 위해 고주파 개발을 향한 추세입니다.

자세한 내용은 다음 연락처로 문의하시기 바랍니다.sales@xfullstar.com