Bagaimana cara memilih induktor untuk rangkaian regulator uang?

Saya merancang rangkaian buck-regulator, dengan kemungkinan MAX16974 sebagai regulator. Saya belum pernah melakukan hal seperti itu sebelumnya, dan sebenarnya tidak terlalu banyak elektronik analog sama sekali. Saya terjebak di bagian di mana saya harus memilih induktor.

Bagian dari masalahnya adalah bahwa ada banyak yang bisa dipilih (total 13000 dari Farnell). Saya menyaringnya hingga sekitar 100. Tapi saya masih belum sepenuhnya yakin apakah nilainya benar, dan bagaimana memilih dari yang lainnya.

Karena tidak akan ada banyak salinan yang dibuat, harganya tidak terlalu besar.

Setelah sedikit googling saya menemukan catatan aplikasi dari Texas Instruments mengenai pemilihan induktor untuk digunakan dengan regulator switching, tetapi saya belum dapat mengerjakan beberapa konstanta yang digunakan dalam persamaan di dalamnya.

UPDATE: Regulator akan digunakan pada input 10-20 volt (kebanyakan sekitar 15 volt). Outputnya akan menjadi 5 volt dengan arus sekitar 1A.

Saya tidak benar-benar tahu di mana spesifikasi lainnya seharusnya. Saya ingin dapat memberi daya ke berbagai jenis perangkat yang membutuhkan 5VDC, misalnya pi raspberry atau mengisi baterai telepon melalui usb.

Berikut ini adalah cara cepat dan agak kotor untuk menghitung nilai induktor untuk regulator buck yang beroperasi dalam mode konduksi konstan (CCM). Ini akan menghasilkan induktansi yang akan mendekati apa yang akan Anda dapatkan dengan perhitungan yang lebih tepat, dan tidak akan membuat Anda kesulitan.

Yang perlu Anda ketahui untuk menghitung induktansi:

• Tegangan Output, $V_o$
• Output Saat Ini, $I_o$
• Frekuensi switching, $F_{\text{sw}}$
• L = $\frac{\text{$\Delta $t}V_o}{\text{$\Delta $I}}$

Buat beberapa asumsi:

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

begitu

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

untuk = 1A dan F sw = 2.2 MHz $I_o$$F_{\text{sw}}$

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

Saat memilih induktor:

• Temukan satu yang berperingkat 1,4 hingga 2 kali arus keluaran. Dalam hal ini 1.4A hingga 2A. Kebanyakan induktor standar dispesifikasikan untuk kenaikan panas 40C dengan arus pengenal, yang agak panas. Skala kerugian konduktif berdasarkan kuadrat arus. Menggunakan peringkat saat ini 1,4 akan mengurangi kenaikan panas hingga setengahnya, dan peringkat saat ini 2 I o akan mengurangi kenaikan panas menjadi 1/4. $I_o$$I_o$

• Pastikan frekuensi resonansi seri (SRF) setidaknya satu dekade lebih tinggi dari frekuensi switching.

Masalah besar yang saya lihat adalah Anda belum menentukan parameter apa pun selain "Saya sedang merancang uang".

Jika Anda belum menemukan parameter ini, silakan lakukan:

• Kisaran tegangan input
• Tegangan output
• Riak output maksimum
• Output maksimum saat ini
• Ukuran dan ESR dari kapasitor keluaran

Ini semua masalah:

• Arus riak induktor sering ditargetkan sebagai persentase dari total arus keluaran DC
• Tegangan riak keluaran adalah arus puncak-ke-puncak induktor yang ditumpangkan pada ESR kapasitor keluaran

• Riak puncak-ke-puncak juga terkait dengan siklus tugas, yaitu

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

• Ada implikasi stabilitas umpan balik ketika beroperasi di CCM (CCM membatasi bandwidth maksimum yang dapat Anda capai dengan tetap mempertahankan gain dan fase margin)

• Induktor harus menangani arus DC yang Anda inginkan tanpa jenuh, dan kerugian DC pada belitan harus berada dalam batas-batas bagian.

EDIT: Target Anda adalah 1A pada 5V. Jika Anda menggunakan '10% rule of thumb', arus puncak-ke-puncak induktor maksimum harus 100mA.

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

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

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

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

Induktor yang lebih besar akan memberi Anda arus riak yang lebih kecil. Kebalikannya benar - induktor yang lebih kecil akan memberi Anda arus riak yang lebih besar.

$500m \Omega$

Untuk pengaturan beban yang baik dan riak rendah, Anda ingin resistansi seri induktor dan kapasitor masing-masing jauh lebih sedikit daripada resistan ON pada sakelar.

untuk MAX16974, RON diukur antara SUPSW dan LX, ILX @ 500mA Ron = 185mΩ typ, 400 mΩ max

Jadi pilih Rs of L menjadi << 185 mΩ seperti 10 ~ 20% dari Ron atau Rs of (L) = 19 ~ 38 mΩ