Comment choisir une inductance pour un circuit régulateur buck?

Je conçois un circuit buck-regulator, avec peut-être le MAX16974 comme régulateur. Je n'ai jamais fait une telle chose auparavant, et en fait pas trop d'électronique analogique du tout. Je suis resté coincé à la partie où je devais sélectionner une inductance.

Une partie du problème est qu'il y a beaucoup de choix (13000 au total de Farnell). Je les ai filtrés à environ 100. Mais je ne suis toujours pas complètement sûr si les valeurs sont correctes et comment choisir parmi les autres qui restent.

Comme il ne sera pas fait autant de copies, le prix n'est pas si inquiétant.

Après un peu de recherche sur Google, j'ai trouvé un formulaire de note d'application Texas Instruments concernant la sélection des inducteurs à utiliser avec le régulateur de commutation, mais je n'ai pas pu déterminer certaines des constantes utilisées dans les équations.

MISE À JOUR: Le régulateur va être utilisé sur une entrée 10-20 volts (principalement autour de 15 volts). La sortie va être de 5 volts avec un courant d'environ 1A.

Je ne sais pas vraiment où les autres spécifications devraient être. J'aimerais pouvoir alimenter différents types d'appareils nécessitant 5VDC, par exemple un Raspberry Pi ou charger un téléphone via USB.

Voici un moyen rapide et quelque peu sale de calculer une valeur d'inductance pour les régulateurs abaisseurs fonctionnant en mode de conduction constante (CCM). Il en résultera une inductance qui sera proche de ce que vous obtiendriez avec un calcul plus précis, et ne vous causerait pas de problèmes.

Ce que vous devez savoir pour calculer l'inductance:

• Tension de sortie,$V_o$
• Courant de sortie,$I_o$
• Fréquence de commutation,$F_{\text{sw}}$
• L =$\frac{\text{$\Delta $t}V_o}{\text{$\Delta $I}}$

Faites quelques hypothèses:

• $\text{$\Delta $I} = \frac{I_o}{10}$
• $\text{$\Delta $t} = \frac{1}{F_{\text{sw}}}$

donc

L =$\frac{10 V_o}{I_o F_{\text{sw}}}$

pour = 1A et = 2,2 MHz F $I_o$$F_{\text{sw}}$

L = 22,7$\text{$\mu $H}$

Lors du choix de l'inductance:

• Trouvez-en un qui est évalué à 1,4 à 2 fois le courant de sortie. Dans ce cas, 1,4 A à 2 A. La plupart des inductances standard sont spécifiées pour une montée en chaleur de 40 ° C avec un courant nominal, qui est plutôt chaud. Échelle des pertes conductrices par le carré du courant. L'utilisation d'un courant de 1,4 réduira de moitié cette augmentation de chaleur, et un courant de 2 réduira l'échauffement à 1/4. je $I_o$$I_o$

• Assurez-vous que la fréquence de résonance série (SRF) est au moins une décennie plus élevée que la fréquence de commutation.

Le gros problème que je vois est que vous n'avez spécifié aucun paramètre autre que "Je conçois un mâle".

Si vous n'avez pas encore compris ces paramètres, veuillez le faire:

• Plage de tension d'entrée
• Tension de sortie
• Ondulation de sortie maximale
• Courant de sortie maximum
• Taille et ESR des condensateurs de sortie

Tout cela compte:

• Le courant d’ondulation de l’inductance est souvent ciblé en pourcentage du courant de sortie CC total
• La tension d'ondulation de sortie est le courant crête à crête de l'inductance superposé à l'ESR des condensateurs de sortie

• L'ondulation crête à crête est également liée au rapport cyclique, qui est

  $\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$ pour le mode CCM, moins que cela pour le mode DCM (en fonction de la charge)

• Il y a des implications de stabilité de rétroaction lors du fonctionnement dans CCM (CCM limite la bande passante maximale que vous pouvez atteindre tout en maintenant le gain et la marge de phase)

• L'inductance doit gérer le courant continu souhaité sans saturation, et la perte continue dans l'enroulement doit être dans les limites de la pièce.

EDIT: Votre cible est 1A à 5V. Si vous optez pour la `` règle de base de 10% '', le courant crête à crête maximal de l'inducteur doit être de 100 mA.

Cycle de service:$\dfrac{5V}{15V}=0.333$

À temps:$\dfrac{0.333}{2.2MHz}=166.5ns$

Courant d'ondulation:$V_L = L \dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

$L = \dfrac{V_L \cdot \Delta t}{\Delta I} = \dfrac{(15V-5V) \cdot 166.5ns}{100mA} = 16.65 \mu H$

Un inducteur plus grand vous donnera un courant d'ondulation plus petit. L'inverse est vrai - un inducteur plus petit vous donnera un courant d'ondulation plus important.

En règle générale, l'ondulation doit être de 1% ou moins du niveau DC, alors assurez-vous que le capuchon de sortie ESR est inférieur à si vous ciblez 100 mA d'ondulation de l'inductance. Cela devrait être facile.$500m \Omega$

Pour une bonne régulation de la charge et une faible ondulation, vous voulez que la résistance en série de l'inductance et des condensateurs soit respectivement bien inférieure à la résistance ON du commutateur.

pour le MAX16974, RON mesuré entre SUPSW et LX, ILX @ 500mA Ron = 185mΩ typ, 400 mΩ max

Choisissez donc Rs de L pour être << 185 mΩ tel que 10 ~ 20% de Ron ou Rs de (L) = 19 ~ 38 mΩ