벅 컨버터 용 캡 및 인덕터의 크기 계산

벅 DCDC 컨버터에 인덕터 및 커패시터 값을 선택한다는 아이디어는 무엇입니까 (일반적으로 특정 부품 번호는 없음)?

나는 저항이 낮은 임의의 것을 시도했지만 다소 효과가 있지만 최적의 값 (주파수 및 최대 전류를 기준으로)을 계산하는 아이디어를 알고 싶습니다.

이것은 기본적인 벅 컨버터입니다.

인덕터를 통한 전류 $I_L$인덕터 위의 전압은 $V_L$. 부하 (저항) 및 커패시터의 전압은$V_{out}$. The upper state is called the on state and the bottom state is called the off state. The switch is controlled by a PWM signal.

The relation between $V_L$ and $I_L$ is:

$$V_{L}=L\frac{dI_L}{dt}$$ When the converter's switch is closed, $V_L = V_{in} - V_{out}$, so the voltage over the inductor is positive. This means the current trough the inductor will increase as described by the relation above. When the switch is closed, $V_L = - V_{out}$ (the voltage drop over the diode is neglected here). So the current trough the inductor will decrease.

The inductance limits the rate of the increase and decrease of the current. So use a larger inductor for a smaller current ripple. Because a capacitor acts like a voltage buffer here, a larger capacitor will make the voltage ripple smaller.

Everything depends of course on the frequency of the PWM signal. The higher the frequency, the smaller the time for the current to increase. So a higher frequency will decrease the current ripple.

When you make or purchase an inductor, make sure the current the inductor can handle is larger than the peak current which is the average current + 50% of the current ripple.

When you purchase a capacitor, make sure it has low ESR so minimum power losses.

Very good explanations on how to calculate the required inductance and capacitance are on this site: http://www.daycounter.com/LabBook/BuckConverter/Buck-Converter-Equations.phtml There is also a calculator which you can use to calculate the required inductance and capacitance.

Designing your own buck (or boost) converter is really fun! You have to take in account switching and conductance losses in the switch, conductance and core losses in the inductor, losses in the capacitance and diode. Designing a buck converter is looking for the frequency, C and L combination with the highest efficiency and the lowest cost. (And don't turn your converter into a radio transmitter like I did this morning :-P )

The image is from Wikipedia which has a great article on buck converters.

인덕터의 선택은 여러 가지 이유로 중요합니다.

• 커패시터에 공급되는 리플 전류와 출력 리플 전압 인 ESR에 부과되는 리플 전압을 나타냅니다.
• 피드백 루프 안정성 (불연속 모드 벅에는 단극 보상 네트워크 만 필요, 연속 모드 벅에는 2 개 필요), 전력 손실 피크 및 RMS 스위치 전력은 동일한 전력 레벨의 연속 모드 벅보다 불연속 모드 벅에서 더 높고 듀티 사이클 (불연속 모드 벅에는 부하에 따라 듀티 사이클이 달라지는 데드 타임 구성 요소가 있음) 연속 모드 벅의 듀티 사이클은 본질적으로 부하와 관련하여 고정됩니다)
• 인덕터의 전류 슬 루율은 컨버터의 과도 응답에 상한을 두게됩니다.

일반적으로 원하는 인덕터를 선택한 다음 리플 전압과 관련하여 출력 커패시턴스의 크기를 조정하는 것이 더 쉽습니다. 결합 된 ESR이 원하는 리플을 제공하는지, 그리고 캡이 인덕터가 제공 할 리플 전류 및 주파수에 대해 적절한 등급을 부여했는지 확인하십시오.

DC 전류로 인해 자성 물질의 투과성이 롤오프되어 스위칭 리플이 높아질 수 있으므로 최악의 과부하 상태에서 인덕터가 포화되지 않도록해야합니다. 자기 설계에 익숙하지 않은 경우 벅에 적합한 상용 인덕터를 선택하는 것이 더 쉽습니다 (즉, 포화 전에 처리 할 수있는 전류량을 지정하는 인덕터).

[It's fun playing with distributed-gap ferrite material like Sendust and Kool-Mu, which can take a lot of abuse without saturating out and blowing up your switches, but I digress...]

Linear 에는 SMPS 용 구성 요소 선택에 대한 많은 정보가 포함 된 우수한 데이터 시트가 있습니다. 예를 들어 LTC3127 의 데이터 시트를 보면 벅 부스트 인덕터 선택 , 출력 및 입력 커패시터 선택 및 커패시터 선택 예 섹션이 있습니다 . 데이터 시트에는 자세한 계산이 있습니다.