Menghitung ukuran topi & induktor untuk konverter uang

Apa gagasan memilih nilai induktor & kapasitor untuk konverter DCDC buck (tidak ada nomor bagian spesifik, secara umum)?

Saya sudah mencoba satu acak dengan resistansi rendah, dan itu agak berhasil, tetapi ingin tahu ide di balik perhitungan nilai optimal (berdasarkan freq, dan maks saat ini).

Ini adalah konverter uang dasar:

Arus yang melalui induktor adalah , tegangan di atas induktor adalah . Tegangan di atas beban (resistor) dan kapasitor adalah . Keadaan atas disebut kondisi on dan kondisi bawah disebut kondisi off. Saklar dikendalikan oleh sinyal PWM.$I_L$$V_L$$V_{out}$

Hubungan antara dan adalah: Ketika saklar konverter ditutup, , sehingga tegangan pada induktor adalah positif. Ini berarti arus melalui induktor akan meningkat seperti yang dijelaskan oleh hubungan di atas. Ketika sakelar ditutup, (penurunan tegangan dioda diabaikan di sini). Jadi arus yang melalui induktor akan berkurang.$V_L$$I_L$

$$V_{L}=L\frac{dI_L}{dt}$$ $V_L = V_{in} - V_{out}$$V_L = - V_{out}$

Induktansi membatasi laju kenaikan dan penurunan arus. Jadi gunakan induktor yang lebih besar untuk riak arus yang lebih kecil. Karena kapasitor bertindak seperti penyangga tegangan di sini, kapasitor yang lebih besar akan membuat riak tegangan lebih kecil.

Semuanya tentu saja tergantung pada frekuensi sinyal PWM. Semakin tinggi frekuensi, semakin kecil waktu untuk meningkatkan arus. Jadi frekuensi yang lebih tinggi akan mengurangi riak saat ini.

Saat Anda membuat atau membeli induktor, pastikan arus yang dapat ditangani induktor lebih besar dari arus puncak yang merupakan arus rata-rata + 50% dari riak arus.

Saat Anda membeli kapasitor, pastikan ESRnya rendah sehingga kehilangan daya minimum.

Penjelasan yang sangat bagus tentang cara menghitung induktansi dan kapasitansi yang diperlukan ada di situs ini: http://www.daycounter.com/LabBook/BuckConverter/Buck-Converter-Equations.phtml Ada juga kalkulator yang dapat Anda gunakan untuk menghitung diperlukan induktansi dan kapasitansi.

Mendesain konverter buck (atau boost) Anda sendiri sungguh menyenangkan! Anda harus memperhitungkan peralihan akun dan kerugian konduktansi dalam sakelar, konduktansi, dan kerugian inti dalam induktor, kerugian pada kapasitansi dan dioda. Merancang konverter buck mencari frekuensi, kombinasi C dan L dengan efisiensi tertinggi dan biaya terendah. (Dan jangan mengubah konverter Anda menjadi pemancar radio seperti yang saya lakukan pagi ini :-P)

Gambar ini dari Wikipedia yang memiliki artikel bagus tentang konverter uang .

Pilihan induktor sangat penting karena berbagai alasan:

• itu menentukan arus riak yang bersumber ke kapasitor, dan oleh karena itu, tegangan riak yang dikenakan pada ESR mereka, yang merupakan tegangan riak keluaran Anda
• itu menentukan di mana memuat transisi konverter dari mode diskontinyu ke kontinu, yang penting untuk diketahui untuk stabilitas loop umpan balik (buck mode kontinu hanya membutuhkan jaringan kompensasi tiang tunggal; mode kontinu membutuhkan dua), disipasi daya ( puncak dan daya sakelar RMS lebih tinggi pada buck mode terputus-putus daripada pada buck mode kontinu pada tingkat daya yang sama) dan siklus kerja (buck mode terputus-putus memiliki komponen waktu mati yang menyebabkan siklus tugas berbeda dengan beban ; siklus tugas buck mode kontinu pada dasarnya telah diperbaiki sehubungan dengan pemuatan)
• laju perubahan tegangan induktor saat ini akan menempatkan batas atas pada respons transien konverter

Secara umum, lebih mudah untuk memilih induktor yang Anda inginkan kemudian ukuran kapasitansi output dalam hal tegangan riak; pastikan ESR gabungan memberi Anda riak yang Anda inginkan, dan bahwa topi diberi nilai sesuai untuk arus riak dan frekuensi yang akan diberikan induktor.

Anda harus memastikan bahwa induktor tidak akan jenuh dalam kondisi kelebihan beban terburuk Anda, karena arus DC dapat menyebabkan permeabilitas bahan magnetik terlepas yang akan membuat riak switching tinggi. Jika Anda tidak berpengalaman dalam desain magnet, lebih mudah untuk memilih induktor off-the-shelf yang cocok untuk uang (yaitu yang menentukan berapa banyak arus yang bisa ditangani sebelum jenuh).

[Sangat menyenangkan bermain dengan bahan ferit terdistribusi seperti Sendust dan Kool-Mu, yang dapat mengambil banyak penyalahgunaan tanpa menjenuhkan dan meledakkan switch Anda, tapi saya ngelantur ...]

Linear memiliki lembar data yang sangat baik dengan banyak informasi tentang pemilihan komponen untuk SMPS Anda. Misalnya ketika saya melihat lembar data untuk LTC3127 saya melihat bagian untuk Seleksi Buck-Boost Inductor , Output dan Input Capacitor Selection dan Contoh Seleksi Capacitor . Lembar data memiliki perhitungan terperinci.