¿Cómo elegir un inductor para un circuito regulador de dólar?

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Estoy diseñando un circuito regulador de dinero, posiblemente con el MAX16974 como regulador. Nunca he hecho algo así antes, y en realidad no tengo demasiada electrónica analógica. Me quedé atascado en la parte donde debería seleccionar un inductor.

Parte del problema es que hay mucho para elegir (13000 en total de Farnell). Los filtré hasta alrededor de 100. Pero todavía no estoy completamente seguro de si los valores son correctos, y cómo elegir del resto que queda.

Como no se harán tantas copias, el precio no es una preocupación tan grande.

Después de un poco de googlear, encontré una nota de la aplicación de Texas Instruments referente a la selección de inductores para usar con el regulador de conmutación, pero no he podido calcular algunas de las constantes utilizadas en las ecuaciones que contiene.

ACTUALIZACIÓN: El regulador se utilizará en una entrada de 10 a 20 voltios (en su mayoría alrededor de 15 voltios). La salida será de 5 voltios con la corriente alrededor de 1A.

Realmente no sé dónde deberían estar las otras especificaciones. Me gustaría poder alimentar diferentes tipos de dispositivos que requieren 5VDC, por ejemplo, una frambuesa pi o cargar un teléfono a través de usb.

    
pregunta varesa

3 respuestas

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Aquí hay una manera rápida y un tanto sucia de calcular el valor de un inductor para los reguladores Buck que operan en modo de conducción constante (CCM). Resultará en una inductancia que estará cerca de lo que obtendría con un cálculo más exacto y no le causará problemas.

Lo que necesita saber para calcular la inductancia:

  • Voltaje de salida, \ $ V_o \ $
  • Salida actual, \ $ I_o \ $
  • Frecuencia de conmutación, \ $ F _ {\ text {sw}} \ $
  • L = \ $ \ frac {\ text {$ \ Delta $ t} V_o} {\ text {$ \ Delta $ I}} \ $

Haz un par de suposiciones:

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

entonces

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

para \ $ I_o \ $ = 1A y \ $ F _ {\ text {sw}} \ $ = 2.2 MHz

L = 22.7 \ $ \ text {$ \ mu $ H} \ $

Al elegir el inductor:

  • Encuentre uno que tenga una clasificación de 1.4 a 2 veces la corriente de salida. En este caso 1.4A a 2A. La mayoría de los inductores estándar están especificados para un aumento de calor de 40C con la corriente nominal, que es un poco caliente. Escala de pérdidas conductivas por el cuadrado de la corriente. El uso de una clasificación actual de 1.4 \ $ I_o \ $ reducirá el aumento de calor a la mitad, y una calificación actual de 2 \ $ I_o \ $ reducirá el aumento de calor a 1/4.

  • Asegúrese de que la frecuencia de resonancia en serie (SRF) sea al menos una década más alta que la frecuencia de conmutación.

respondido por el gsills
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El gran problema que veo es que no ha especificado ningún otro parámetro que no sea "Estoy diseñando un dólar".

Si aún no ha descubierto estos parámetros, hágalo:

  • Rango de voltaje de entrada
  • voltaje de salida
  • Ondulación de salida máxima
  • Corriente de salida máxima
  • Tamaño y ESR de los capacitores de salida

Todo esto importa:

  • La corriente de rizado del inductor a menudo se apunta como un porcentaje de la corriente de salida de CC total
  • El voltaje de rizado de salida es la corriente de pico a pico del inductor superpuesta al ESR de los capacitores de salida

  • La ondulación pico a pico también está relacionada con el ciclo de trabajo, que es

    \ $ \ dfrac {V_ {out}} {V_ {in}} \ $ para el modo CCM, menos que esto para el modo DCM (depende de la carga)

  • Hay implicaciones de estabilidad de retroalimentación cuando se opera en CCM (CCM limita el ancho de banda máximo que puede alcanzar al mismo tiempo que mantiene la ganancia y el margen de fase)

  • El inductor debe manejar la corriente de CC que desea sin saturar, y la pérdida de CC en el devanado debe estar dentro de los límites de la pieza.

EDITAR: Su objetivo es 1A a 5V. Si va con la 'regla general del 10%', la corriente máxima de pico a pico del inductor debería ser de 100 mA.

Ciclo de trabajo: \ $ \ dfrac {5V} {15V} = 0.333 \ $

A tiempo: \ $ \ dfrac {0.333} {2.2MHz} = 166.5ns \ $

Rizado actual: \ $ 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 \ $

Un inductor más grande te dará una corriente de rizado más pequeña. Lo contrario es cierto: un inductor más pequeño le dará una mayor corriente de rizado.

En general, la ondulación debe ser del 1% o menos del nivel de CC, así que asegúrese de que el límite de salida del ESR sea inferior a \ $ 500m \ Omega \ $ si se dirige a 100mA de ondulación del inductor. Esto debería ser fácil.

    
respondido por el Adam Lawrence
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Para una buena regulación de la carga y una ondulación baja, desea que la resistencia en serie del inductor y los condensadores, respectivamente, sea mucho menor que la resistencia ON del interruptor.

para el MAX16974, RON medido entre SUPSW y LX, ILX a 500mA Ron = 185mΩ typ, 400 mΩ max

Entonces > /> > de L para ser < < 185 mΩ, como 10 ~ 20% de Ron o Rs de (L) = 19 ~ 38 mΩ

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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