電感和升壓比對最大輸出電流的影響
發布時間：2024-07-12 責任編輯：lina
【導讀】在上一個主題中，我們假設電感紋波電流是最大輸入電流的30%，但電感紋波電流的值會受開關頻率、電感值、輸入電壓和輸出電壓（嚴格地講，還取決於是二極管整流還是同步整流）的影響。下麵我們根據所使用的器件和使用條件來計算一下電感紋波電流的值。要想使計算準確，就需要考慮到器件精度、各種導通損耗、壓降損耗等因素，不過這次我們會在沒有器件誤差、沒有損耗的理想狀態下進行估算。
本文的關鍵要點
・受電感紋波電流影響，流過低邊開關的電流會大於輸入電流。這導致可輸出的最大電流減小。
・紋波電流的大小會隨電感值而變化，電感值越大，最大輸出電流就越大。
・注意：受直流疊加特性影響，電感值會隨著電感電流的增加而減小，並使電感電流的峰值提高，更快達到過流限製值，使最大輸出電流降低。
目錄
流過電感的電流和升壓比對最大輸出電流的影響
電感值對最大輸出電流的影響
注意電感值的精度和直流疊加特性導致的電感值減小
第二個主題是“電感和最大輸出電流”。
低邊開關的最大電流和可輸出的最大輸出電流
電感和升壓比對最大輸出電流的影響
輸入輸出電壓和器件常數對最大輸出電流的影響
流過電感的電流和升壓比對最大輸出電流的影響
在上一個主題中，我們假設電感紋波電流是最大輸入電流的30%，但電感紋波電流的值會受開關頻率、電感值、輸入電壓和輸出電壓（嚴格地講，還取決於是二極管整流還是同步整流）的影響。下麵我們根據所使用的器件和使用條件來計算一下電感紋波電流的值。要想使計算準確，就需要考慮到器件精度、各種導通損耗、壓降損耗等因素，不過這次我們會在沒有器件誤差、沒有損耗的理想狀態下進行估算。
zaimeiyoufuzaibodongdewendingzhuangtaixia，dianganwenbodianliuzaidibiankaiguandaotongqijiandedianliuzengjialiangyugaobiankaiguandaotongqijiandedianliujianshaoliangxiangtong，pingjundianliubaochihengding。gaidianliuzengjianlianghedianliubianhuadeP-P值就是電感紋波電流值。因此，需要計算出在低邊開關導通期間內電感電流增加了多少。
首先，要想確定低邊開關的導通時間，需要根據開關頻率Fsw計算出一個周期的時間，並根據VIN、VOUT的升壓比計算出導通時間的比率，最終計算出導通時間TON。
電感電流變化量ΔＩ與時間和施加電壓成正比，與電感值成反比，ΔI=T×V÷L，因此通過計算ΔI，即可求出紋波電流IRIPPLE。
當VIN、VOUT、Fsw條件恒定時，紋波電流IRIPPLE與電感值L成反比。電感值不像電阻那樣能以E24之類的精度標準來選型，隻能以E6程度的標準來選型，因此需要選擇紋波電流接近目標值的電感器。最大開關電流減去按所選電感計算出的紋波電流IRIPPLE的1/2後得到的值，即為最大輸入電流IIN。最大輸出電流IOUT與轉換效率η和升壓比VOUT÷VIN成反比，其計算公式如下：
但是，如果產品除了開關電流的最大值之外，還對輸入電流的最大值等有電流限製規定，則在估算最大輸出電流時需要包括該規定。
電感值對最大輸出電流的影響
對dui於yu電dian感gan值zhi固gu定ding為wei恒heng定ding值zhi的de電dian源yuan產chan品pin而er言yan，相xiang位wei補bu償chang是shi按an該gai恒heng定ding值zhi設she計ji的de，因yin此ci相xiang關guan常chang數shu可ke能neng無wu法fa更geng改gai。但dan是shi，如ru果guo可ke用yong的de電dian感gan值zhi範fan圍wei較jiao大da，則ze低di邊bian開kai關guan的de電dian流liu限xian製zhi大da多duo限xian於yu峰feng值zhi電dian流liu限xian製zhi，因yin此ci可ke輸shu出chu的de最zui大da輸shu出chu電dian流liu值zhi將jiang因yin所suo選xuan的de電dian感gan值zhi而er異yi。例li如ru，當dang在zaiVIN=2.4V､VOUT=9.0V的條件下使用開關電流限製值為1.5A、開關頻率為600kHz、推薦電感值為10μH至22μH的產品時，使用10μH電感時的最大輸出電流IOUT1為：
使用22μH電感時的最大輸出電流IOUT2為：
可見電感值越大，支持的輸入電流越大，最大輸出電流也越大。
對dui於yu峰feng值zhi電dian流liu限xian製zhi功gong能neng而er言yan，減jian小xiao電dian感gan值zhi會hui減jian小xiao最zui大da輸shu出chu電dian流liu，因yin此ci在zai電dian流liu不bu足zu的de情qing況kuang下xia，可ke以yi通tong過guo增zeng大da電dian感gan值zhi來lai增zeng加jia電dian流liu。但dan是shi，需xu要yao注zhu意yi的de是shi，雖sui然ran最zui大da電dian流liu會hui增zeng加jia，但dan由you於yuV÷L，電感電流增減的電流變化速度會變慢，因此如果負載電流的變化速度很快，則負載瞬態響應特性（增加或減少電感電流以跟隨負載電流的變化）會變差，所以在負載波動很大的情況下存在弊端。
另外，如果電感值過大，受升壓型轉換器特有的“右半平麵零點”的不穩定因素影響，電源的負反饋控製會變得不穩定，甚至可能會引發振蕩。
注意電感值的精度和直流疊加特性導致的電感值減小
qianmiandejisuanshizaidianganmeiyouwuchadetiaojianxiajinxingde，danshijishangdianganshiyouwuchade，bingqiezuidashuchudianliuhuisuizhewuchadaozhidedianganwenbodianliudezengjiaerjianxiao。lingwai，dianganqijuyou“直流疊加特性”，yejiushidangtigaodianliushi，cixincailiaodecibaohehuidaozhixiangduicidaolvjiangdi，congershidianganzhijianxiao。zaizuidafuzaishi，youyudiangandianliuzengjiahuishidianganzhibianxiao、電感紋波電流的電流增加速度（V/L）變快（波形變陡峭），峰值很快就會達到限流值，輸入電流減小至IIN3，最終導致可能無法確保預期的最大輸出電流。
所以不能僅根據電感器技術規格書上的額定電流值來選擇電感器。必須預先確認精度+直流疊加特性，確保實際使用條件下即使在最大負載時，電感值也不會對峰值電流產生明顯影響，並確認最大輸出電流沒有問題。
文章來源：羅姆半導體集團
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