Wie wählt man eine Induktivität für einen Abwärtsreglerkreis?

Ich entwerfe einen Abwärtsreglerkreis mit möglicherweise dem MAX16974 als Regler. Ich habe so etwas noch nie gemacht und eigentlich gar nicht zu viel analoge Elektronik. Ich steckte an dem Teil fest, an dem ich einen Induktor auswählen sollte.

Ein Teil des Problems ist, dass es eine große Auswahl gibt (insgesamt 13000 von Farnell). Ich habe sie auf ungefähr 100 heruntergefiltert. Aber ich bin mir immer noch nicht ganz sicher, ob die Werte stimmen und wie ich aus den verbleibenden Werten auswählen soll.

Da nicht so viele Exemplare hergestellt werden, ist der Preis kein großes Problem.

Nach einigem googeln habe ich einen Hinweis von Texas Instruments zur Auswahl der Induktivitäten für den Schaltregler gefunden, aber ich konnte einige der Konstanten, die in den Gleichungen verwendet werden, nicht herausfinden.

UPDATE: Der Regler wird an einem 10-20 Volt-Eingang (meist um 15 Volt) verwendet. Die Ausgangsspannung beträgt 5 Volt bei einem Strom um 1A.

Ich weiß jetzt nicht wirklich, wo die anderen Spezifikationen sein sollten. Ich möchte in der Lage sein, verschiedene Arten von Geräten mit 5VDC zu versorgen, zum Beispiel einen Himbeer-Pi oder ein Telefon über USB aufzuladen.

Hier ist eine schnelle und etwas unsaubere Methode, um einen Induktivitätswert für Abwärtsregler zu berechnen, die im Konstantleitungsmodus (CCM) arbeiten. Dies führt zu einer Induktivität, die in etwa derjenigen entspricht, die Sie mit einer genaueren Berechnung erhalten würden, und die Sie nicht in Schwierigkeiten bringt.

Was Sie wissen müssen, um die Induktivität zu berechnen:

• Ausgangsspannung, $V_o$
• Ausgangsstrom $I_o$
• Schaltfrequenz, $F_{\text{sw}}$
• L = $\frac{\text{$\Delta $t}V_o}{\text{$\Delta $I}}$

Machen Sie ein paar Annahmen:

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

so

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

für = 1A und F sw = 2,2 MHz $I_o$$F_{\text{sw}}$

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

Bei der Auswahl des Induktors:

• Suchen Sie einen Wert, der für das 1,4- bis 2-fache des Ausgangsstroms ausgelegt ist. In diesem Fall 1.4A bis 2A. Die meisten Standardinduktivitäten sind für einen 40 ° C-Wärmeanstieg bei Nennstrom spezifiziert, der ein bisschen heiß ist. Leitfähigkeitsverluste werden durch das Quadrat des Stroms skaliert. Eine aktuelle Bewertung von 1.4 Verwendung wird diesen Wärmeanstieg um die Hälfte, und eine aktuelle Bewertung von 2 reduziert I o wird Wärmeanstieg auf 1/4 reduzieren. $I_o$$I_o$

• Stellen Sie sicher, dass die Serienresonanzfrequenz (SRF) mindestens ein Jahrzehnt höher als die Schaltfrequenz ist.

Das große Problem, das ich sehe, ist, dass Sie keine anderen Parameter als "Ich entwerfe einen Dollar" angegeben haben.

Wenn Sie diese Parameter noch nicht herausgefunden haben, tun Sie dies bitte:

• Eingangsspannungsbereich
• Ausgangsspannung
• Maximale Ausgangswelligkeit
• Maximaler Ausgangsstrom
• Größe und ESR der Ausgangskondensatoren

Das alles ist wichtig:

• Der Induktivitätswelligkeitsstrom wird häufig als Prozentsatz des gesamten DC-Ausgangsstroms angegeben
• Die Ausgangswelligkeitsspannung ist der Spitze-Spitze-Strom der Induktivität, der dem ESR der Ausgangskondensatoren überlagert ist

• Die Spitze-Spitze-Welligkeit hängt auch mit dem Tastverhältnis zusammen

  $\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$

• Es gibt Auswirkungen auf die Rückkopplungsstabilität beim Betrieb im CCM (CCM begrenzt die maximale Bandbreite, die Sie bei Beibehaltung der Verstärkung und der Phasenreserve erreichen können).

• Die Induktivität muss den gewünschten Gleichstrom ohne Sättigung verarbeiten und der Gleichstromverlust in der Wicklung muss innerhalb der Grenzen des Teils liegen.

BEARBEITEN: Ihr Ziel ist 1A bei 5V. Wenn Sie sich an die Faustregel von 10% halten, sollte der maximale Spitze-Spitze-Strom der Induktivität 100 mA betragen.

$\dfrac{5V}{15V}=0.333$

$\dfrac{0.333}{2.2MHz}=166.5ns$

$V_L = L \dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

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

Ein größerer Induktor ergibt einen kleineren Welligkeitsstrom. Das Gegenteil ist der Fall - ein kleinerer Induktor erzeugt einen größeren Welligkeitsstrom.

$500m \Omega$

Für eine gute Lastregelung und geringe Welligkeit möchten Sie, dass der Serienwiderstand der Induktivität und der Kondensatoren viel geringer ist als der Einschaltwiderstand des Schalters.

für den MAX16974, ROZ gemessen zwischen SUPSW und LX, ILX bei 500 mA Ron = 185 mΩ typ, 400 mΩ max

So wählen Rs von L sein << 185 mQ wie 10 ~ 20% von Ron oder Rs von (L) = 19 ~ 38 mQ