DCDC输出功率电感的取值问题

kellphon

% H* Z; F# Y. j+ Q: I* j. _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。
# t' k  |& N+ A; X
- d2 u0 ]: _# X0 S0 y7 T! o
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

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：
9 w0 S, C7 T  d7 M# o1）.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）。
' C% b  ^, l6 W1 d5 w9 ]  F3 ?: l  d3）.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

kellphon 发表于 2013-9-9 16:46
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。

( R! C; ~- a" B% \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

kevin890505 发表于 2013-9-9 16:44
1 F7 {8 v4 R! ^+ z9 v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。

yehuo_2016

好帖，学习了！
0 W, t4 R; M; q" k

Allene

dong8485407 发表于 2013-9-23 10:39
2 M% n8 h1 E2 p+ Q  [' V0 }二楼的公式看得不是很明白。V1

* p% I) O8 h* I- X$ O3 A4 x这个呢可以这样理解，Q1的电荷不是全部灌给了C4，还一部分损耗掉了。所以会有小于等于的情况

九月雨江南

膜拜表示崇拜

rroyye

有没有大侠再来指点下电感的上限值，我也试过，电感加大电源噪声是降低了很多。做了很多机器，电源工作还算正常。

634650937

楼主，我怎么查找不到它的资料呢？

terry302

真巧我最近也碰到了一样的问题。
我的是MP1469 DC/DC输出，由于打板贴片回来发现3V3纹波输出太大，导致输出图像有干扰。
3 k; `; }' |; j1 U# D" C! H调试的时候，当我把输出电感由原来的6.5UH换成47UH之后，图像没有干扰了，试过五台都可以。
也试过其它办法都没有这个有效。
" C, j, r% z" j4 {7 w9 S0 k- R但是我现在担心试产100台的时候会输出电流不够。
- ]8 B* `$ L" x( O4 Q大侠们指点指点。

liny123

dong8485407 发表于 2013-9-23 10:39
二楼的公式看得不是很明白。V1

V =Q/C   

黎书堂

二楼太专业了

bingshuihuo

收获良多

bingshuihuo

所有参数要注意降额设计

fallen

1 按照计算公式，如果取纹波电流等于0.4*LOUTMAX的话，计算出来的电感为4.375uH,按照工程观点，是不能用4.7uH电感。因为考虑到几个因数：如果板子密度比较高，散热不好，温度升高，电感量下降；另外由于工艺的问题，导致电感是有误差的10%-20%，若果你硬要用4.7uH的，那么需要跟供应商说挑出偏上限的。电感量的下降，会导致纹波的增大，譬如说开机瞬间纹波过大导致开机不正常。我就遇到过一次。建议5.6uH-6.8uH 比较佳。
2 由于我孤陋寡闻，第一次听说电感的选在有上限的并且还那么窄。推导的公式我表示云里雾里。赞同楼主指出的二楼计算的错误。
- N  ~% S& y) r7 Y0 m3 10uH的电感，一点问题都没有，可以放心使用。另外有说3.3uH的电感可以使用，当然如果他在后面连续并联好几个X7R的电容，也许可以，但是成本上太贵

lijuntao2003

lenghanbing444

好帖子，做个标记。

kully

路过学习，顺带膜拜下。好久没设计DCDC了，都忘了计算了