DCDC输出功率电感的取值问题

kellphon · 发表于 2013-9-9 16:21

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小弟遇到一个问题，Silergy SY8100 DCDC Buck，用于5V转1.5V电路，Silergy官方推荐电感的值在1.2V输出情况下选择4.7uH。

但是目前库房无4.7uH的库存了，能不能用10uH代替？除了DCR和饱和电流外，还需要考虑哪些因素？
我看SY8100的规格书提到电感的计算公式如下，但是按照输入5V、输出1.5V、电流1.2A、开关频率500KHz来计算，L才得到1.75uH。

不知各位大虾有何看法和建议。

cedzbj · 发表于 2013-9-11 00:00

看起来楼主的选择是不合理的，如果要选择10uH,就要修改C4的值。推导如下：
1）.首先公式里的40%就是指的电流纹波系数（Iout-max*40%就是纹波电流I1），一般最后你的设计纹波系数在20%-50%是比较合理的。这个公式推导出来的是L的最小值Lmin，楼主公式算出来的值应该是4.375uH哦。
2）.那么L能允许的最大值是多少呢，分析如下：当电路负载由重载变为轻载时，变换器来不及响应电流的变化，所以电感就会把自己多余的能量灌入大电容上(C4)。考虑最坏情况电流从Iout-max变到0，电感会产生一个负电压阻碍电流的变化，负电压最大值就是Vout=L*Iout-max/T,所以T=L*Iout-max/Vout(T为电感放电时间），得到放电电荷Q=1/2Iout-max*T=Iout-max*Iout-max*L/2Vout（公式2）。不知道楼主输出电压1.5V的最大纹波电压是多少，我这里假设最大纹波电压为V1=1.5*10%=150mV，V1就是灌进电容C4的变化电压。所以V1<=Q/C4（公式3）.将公式2和公式3整合得出L<=2V1*Vout*C4/Iout-max*Iout-max（公式4）. 将楼主的设计参数带入公式4，得到L<=6.875uH.
所以楼主L的理论取值范围是4.375uH到6.875uH，实际取值应该考虑更多参数变量。一般来说，电感取值越小，动态响应也越好，但是纹波电流就大了，从而导致纹波电压也越大；取值越大，电感阻碍电流变化的能力越大，导致动态响应也变差，就需要更大的电容，当然纹波电流就变小了，从而导致纹波电压越小。通常，开关频率高了，选小电感越好。楼主如果要选择10uH的电感，就不能用C4=22uF的电容了，可以根据公式4，C4应>=32uF（理论值）。
3）.除了DCR和饱和电流外，还考虑温度特性，温升电流，额定电流，AC/DC损耗，自谐振频率等

zlpkcnm · 发表于 2013-9-10 11:33

kellphon 发表于 2013-9-9 16:46
: z u6 N, b( o高中课本啊，高中就学电感充放电了吗？我真的是没学过啊。

你把输出电流最大值Iout放到等式左边理解试试看~~~{:soso_e104:} ，在输出电压和开关频率已知情况下，会影响电流最大输出值。

个人理解，仅供参考。是我，我就用个3.3uH的电感给你看。如果你还是怕，就找一个封装，兼容你的10UH,4.7UH{:soso_e146:}

kellphon · 发表于 2013-9-9 16:46

kevin890505 发表于 2013-9-9 16:44
: v' V+ P4 u. r# r5 F, ?5 I( t理解途中的公式，自然就知道了，如果不记得可以查高中课本

高中课本啊，高中就学电感充放电了吗？我真的是没学过啊。

kevin890505 · 发表于 2013-9-9 16:44

理解途中的公式，自然就知道了，如果不记得可以查高中课本

bobzhu · 发表于 2013-9-10 13:43

可以

cedzbj · 发表于 2013-9-11 00:02

当然所有参数要注意降额设计

JONY363 · 发表于 2013-9-12 17:03

学习下

weihuaping118 · 发表于 2013-9-12 20:36

你用10UH以内的都没有问题的，只是电源波形会有差异的，怕会有过冲或者振铃等。

weihuaping118 · 发表于 2013-9-12 21:01

会有PI等问题。但是电路会工作的。

卐天道卍 · 发表于 2013-9-22 23:14

二楼太专业了{:soso_e179:}

骑驴找宝马 · 发表于 2013-9-23 09:38

二楼的解释很专业，原来我们是业余的

dong8485407 · 发表于 2013-9-23 10:39

二楼的公式看得不是很明白。V1<=Q/C4这个怎么理解。

myq001314 · 发表于 2013-9-23 22:00

路过学习了。。。。

kully · 发表于 2013-9-26 10:52

路过学习，顺带膜拜下。好久没设计DCDC了，都忘了计算了

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