Construyendo SMPS usando L4960: ¿Cómo afecta la elección del inductor al funcionamiento del circuito?

No estoy totalmente claro en la pregunta.

Si la pregunta es: "¿Por qué se eligió 150 µH y 5A?", es una cuestión de preferencia.

En general, el tamaño del inductor en un regulador reductor se elige para lograr un cierto voltaje de ondulación en los condensadores de salida a una carga determinada, o para establecer el umbral continuo discontinuo a una carga determinada. Es más probable que el umbral de corriente de saturación de 5A garantice que el propio regulador pase a la protección contra sobrecorriente antes de que el inductor se sature.

Si la pregunta es: cómo se calculan las propiedades de inductancia y saturación de la corriente de un inductor, entonces es cuestión de física.

La inductancia y la corriente de saturación de un inductor son principalmente propiedades de numerosas características, las más importantes de las cuales son:

• la geometría de la construcción (forma, número de vueltas, etc.)
• el material del núcleo (aire, ferrita, etc.)

Diferentes números de giros cambiarán la inductancia para un núcleo dado. El material del núcleo (y la separación de aire, si corresponde) determinará la cantidad de corriente continua que puede transportar el inductor antes de que se despegue la permeabilidad, que es generalmente lo que satura un inductor en un diseño reductor (lleva más corriente continua que la corriente de rizado, en general ).

Si no puede encontrar uno, es muy fácil enrollarlo con un núcleo toroidal de ferrita adecuado. 150 uH es un valor bastante bajo y no requerirá muchas vueltas. Debe asegurarse de utilizar un calibre de cable que pueda manejar 5A, por supuesto. Los núcleos adecuados están disponibles en la mayoría de los proveedores de componentes, y el sitio web del fabricante tendrá detalles de diseño. He devanado inductores más grandes utilizando un núcleo de olla para una fuente de alimentación conmutada controlada por MCU sin ningún problema.

La inductancia determina la cantidad de energía que pones en el campo magnético. Las frecuencias de conmutación más bajas requieren una mayor inductancia. El diámetro del alambre está determinado por la corriente máxima que verá la bobina. Un cable demasiado delgado tendrá una mayor resistencia y reducirá la eficiencia.

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No creo que el valor de la bobina se encuentre experimentalmente, sino que es un cálculo complejo que el fabricante ha hecho por nosotros. Igual, por cierto, para los otros componentes. Tome National's Webench , por ejemplo. Usted suministra los parámetros de la caja negra de SMPS y devuelve un esquema completo que incluye la lista de materiales. Sin embargo, si está interesado en los detalles del cálculo, consulte la hoja de datos de Linear Technology .

Al diseñar un SMPS, el inductor es la parte más importada (como numero uno) de todo el circuito. El inductor decidirá qué tan agradable es su carril de salida. La elección real del inductor cambiará según la aplicación, la carga, etc.

Al seleccionar un inductor, deberá asegurarse de que el amperaje máximo admitido en el SMPS sea inferior a la corriente de saturación heredada de los inductores. Consulte esta herramienta de Vishay. Tienen inductores de muy alta calidad y son excelentes con su documentación.

También querrá trabajar con el tamaño del paquete del inductor, ya que esto afectará su DCR (resistencia) hereditaria, así como sus capacidades de disipación de energía. Un paquete más grande generalmente tendrá mejores propiedades de disipación de energía, aunque su DCR también será más alto (lo que es malo)

Muchas de estas cosas se encuentran a través de cálculos, simulaciones, y aunque un buen lugar para comenzar es:

1. Elija su corriente de salida de destino, en función de lo que está activando.
2. Encuentra tu controlador de conmutación IC
3. Calcule su bucle de realimentación (las resistencias de realimentación)
4. Encuentre sus mosfets (si son necesarios), de lo contrario, omita esto
5. Elige tu inductor

Use la herramienta vishay para decidir ciertos factores. Juega con las partes que ofrecen. Usted querrá vigilar sus pérdidas de núcleo y jugar con la frecuencia de conmutación. Violín con las partes que ofrecen un poco más. Es una buena idea reducir la capacidad de las capacidades actuales en el fondo de su mente solo para darle a su aplicación un margen de maniobra.

1. Elija su capacidad de salida

Sus capacitores de salida ayudarán a filtrar el ruido en el riel de salida. Necesitará algunas de baja capacitancia como .1uF para filtrar el ruido de alta frecuencia, así como también algunos capacitores a granel más grandes. Los condensadores a granel pueden ser de 330uF o 470uF o cualquier cosa grande, pero realmente depende de su aplicación. Asegúrese de que estos tengan un índice de voltaje suficientemente alto para manejar el voltaje de salida.

Y ahí lo tienen, esa es una manera realmente muy general y no científica de hacer un SMPS.