采用TI的串联电容降压转换器进行设计：电感选择

大家好，欢迎参加 TI 关于串联电容器降压 转换器的培训。 我是 TI 的直流解决方案团队系统工程师 Pradeep Shenoy。 在这一集中，我们将介绍电感器选择折衷方案。 电感器是这些开关转换器的重要部分， 对于整体转换器运作 和效率非常重要。 这里有一个基本方程式， 与传统降压转换器方程式极为相似， 用于选择电感。 该方程式基于输入电压、输出电压 和开关频率，以及输出电流。 另外还有此 K 系数，它表示传感器的 峰间纹波 与传感器在满负载下需要维持的电流之间的比值。 通常，该 K 值介于 0.1 和 0.4 之间， 这基本上意味着电感器电流中的 峰间纹波介于该电感器 满负载电流的10% 和 40% 之间。 那么，如果具有较小的 K 值， 则意味着会产生较大的电感， 进而产生较低的峰间纹波。 较大的 K 值意味着较大的电感器纹波 和较低的电感， 所有其他系数相等。 在右上方，您可以看见在完全相同的转换器中 使用三个不同电感值测得的一些 低效率结果。 正如您所见，当您具有较高电感时， 往往会提高转换器的峰值效率。 例如，470 和 330 纳亨电感器通常 具有较高的峰值效率。 另一方面，较低的电感值 会导致较高的满负载效率。 那么，为什么会这样呢？ 当您具有较高的电感时， 峰间纹波会下降，如前所述。 这有助于减少在负载范围中间， 即，效率图的峰值位置， 发挥作用的一些损耗分量。 较低的电感值往往会导致 电感器中较低的直流电阻， 这确实有助于在电感损耗为主的 情况下实现较高的电流水平。 这就是为什么您看见在较高的电流范围内， 较低的电感可提供最高的效率。 选择电感器时需要考虑的 另一件非常重要的事情是电感器的实际尺寸。 较大的电感器往往可以实现较高效率。 使用较粗的电缆时，绕组电阻较低， 因此您可在高负载电流范围中间 切实看见这一优势。 右边的示例是来自一系列电感器的测量结果， 这些电感器具有相同电感， 由相同供应商提供，并使用相同的磁芯材料。 正如您所见，最大的电感器使用 黑线显示，其尺寸为 4 × 4 × 2 毫米， 与其他电感器相比，它具有最高的效率， 而其他电感器尺寸越小， 效率越低。 另一个重要方面是， 我认为尝试找到出色的 电感器供应商裨益良多。 不同供应商通常采用不同磁芯材料、 不同结构，同时还有一些 起作用的细微差别，而在这些高频下 操作时尤其如此。 因此我建议不要只根据电感器的直流电阻 对其进行判断。 您可以在右侧的图表中看到 来自四家不同电感器供应商的 一些测量效率结果。 此时，这些电感器具有相同电感 和相同大小。 但是，您可以看到您得到的效率曲线 变化很大，有时达 2% 或 3%。 峰值效率不同 您得到的满负载效率也不同。 因此，我建议尽可能通过实验来 测试电感器，看一下您将得到 何种效率曲线。 本集到此结束。 有关 TI 串联电容器降压转换器的更多培训， 请访问ti.com/seriescap。