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电感器在汽车电源转换器应用程序需要精心挑选给正确的组合的成本,质量,和电气性能。在本文中,斯梅尔Haddadi、现场应用工程师,提供指导如何计算所需的规格和可能发生的权衡。
巴克或Buck-Boost开关调节器
大约有80个不同的电子应用在汽车电子,每个需要自己的稳定电源轨,来自电池电压。这可以用大,有损“线性”的监管机构,但有效的方法是使用“巴克”或“buck-boost”开关式稳压器可以90 +高效、紧凑的百分比。这种类型的转换监管机构需要一个电感器和选择正确的部分有时似乎有点神秘的计算需要起源于19th世纪磁学理论。设计师希望看到一个方程,他们可以“插件”的性能参数,得到“正确”的电感电流额定值,这样他们可以简单地选择一个目录的部分。然而,它并非如此简单:需要做一些假设,权衡考虑,常常多个设计迭代工作。即便如此,可能不是完美的部分可以作为标准的设计需要返修,看看一个现成的电感器可能合适。
巴克调节器
让我们考虑一下V的巴克监管机构(图1)在是电池电压,V出是一个低电压处理器电力铁路和SW1和SW2交替打开和关闭。简单的传递函数方程是V出= V在。T在/ (T在+ T从),T在是当SW1是封闭和T从当它是敞开的。电感并没有出现在这个方程,因此它有什么影响?简而言之,电感需要足够的能量而SW1是存储在允许输出保持时。可以计算能量,几乎等同于能源需要,但有其他的事情要考虑。SW1的交替切换和SW2导致电感电流斜坡上下形成一个三角形的纹波电流的平均直流值。纹波电流就陷入C1 SW1时释放它。当前的ESR电容器产生输出电压纹波。如果这是一个关键参数,电容器及其ESR大小或成本是固定的,这可能将纹波电流和电感值。
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图1所示。基本巴克转换器
现代巴克转换器
通常选择电容器提供了灵活性。这意味着,如果ESR低,高纹波电流。然而,这将导致自身的问题。例如,如果“槽”的涟漪触及零在轻载和SW2二极管,通常,它停止办理周期的一部分,转换器输入不连续导电模式。在这种模式下,传递函数的变化,变得更加难以稳定最优。现代巴克转换器通常使用同步整流SW2 MOSEFT,可以在两个方向进行漏电流时。这意味着电感可以摇摆负并保持连续传导(图2)。
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图2。buck变换器传导模式
纹波电流的峰ΔI被允许可以在这种情况下,它由高电感值根据ΔI = ET / L。E是时间T的感应电压,它是简单的考虑会发生什么时间SW1,有钱人,当E是输出电压。ΔI是最大的在这一点上,因为T从是最高的最大输入电压的传递函数。例如:最大18 V的电池电压,输出为3.3 V,涟漪一个峰1和开关频率的500 kHz, L = 5.4µH。这个假设没有电压降穿过SW1 SW2。这个计算的负载电流没有算。
简单搜索目录可能显示多个部分与额定电流相匹配所需的负载。然而,重要的是要记住,纹波电流叠加在直流值在上面的示例中,这意味着电感电流会达到0.5以上的负载电流。有不同的方法对电感电流:作为热或磁饱和极限。热有限电感通常认为对于一个给定的温度上升,通常40oC,可以运行在更高的电流如果冷却。必须避免饱和峰值电流和限制随温度降低。有必要仔细检查电感曲线数据表检查是否热或饱和有限。
电感器的损失也是一个重要的考虑因素。损失主要是电阻,可以计算纹波电流时低。高纹波的水平,核心损失开始占主导地位,这些都是很难预测,因为他们依靠波形形状以及频率和温度。真正的测试原型,这可能表明,低纹波电流最佳整体效率是必要的。这可能会需要更多的电感和更高的直流电阻——它是一个迭代的过程。
高性能HA66系列
一个好的起点是高性能HA66系列从TT电子(图3)。它有一个范围包括5.3µH额定2.5饱和的一部分,允许负载0.5 + / - 2 A的涟漪。汽车应用程序的部分是理想,aecq - 200认证的公司批准以ts - 16949质量体系。
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图3。电感的HA66系列TT电子产品
引用
- http://www.ttelectronics.com
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这些信息已经采购,审核并改编自TT电子公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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