随着开关频率增加到1 mhz以上,经常会出现电感器性能的问题。虽然可以根据参数数据比较特定电感器的相对优点,但考虑电路应用最为重要。
例如,考虑esr与频率的关系曲线。在许多情况下,初步观察表明电阻看起来非常高,例如,高于1 mhz。如此之高,实际上,这将强烈暗示,由于预期的esr造成的非常高的损耗,该部分不能或不应该在该频率下使用。但是,已经观察到,具有此类曲线的零件在实际转换器中的性能非常好-远比这些曲线所建议的要好。
考虑以下示例:
假设需要一个转换器,以0.3 a(1.5 w)的电压提供5 v的输出。
假设我们将使用提供10μh的coilcraft电感器。图1显示了该部分的典型esr与频率的关系。
如果转换器以250 khz的频率运行,我们可以从图中看到,包括交流和直流电阻在内的esr约为0.8欧姆。
对于降压转换器,平均电感器电流等于负载电流0.3a。
我们可以计算出电感的损耗:
i2r =(0.3a)2×(0.8q)= 0.072w。
0.072 w÷1.5 w =电感中损失了大约5%的输出功率。
但是,如果我们在5 mhz下运行相同的转换器,则从esr曲线可以看出r介于10欧姆和20欧姆之间。如果我们甚至假设r = 10欧姆,那么电感器中的功率损耗应为:
i2r =(0.3a)2×(10≤∑)= 0.9w。
0.9 w÷1.5 w =电感器中有60%的输出功率损耗!
根据这个非常简单的示例,似乎很明显,设计人员不应选择使用这样的组件。
根据我们的经验,转换器实际上可以达到比esr曲线所预测的更好的性能。
以下解释说明了为什么实际性能可能比esr曲线所预测的要好得多。
图2显示了一个可能的降压转换器波形的非常简化的版本。在这种情况下,假设电感器电流是连续的,并且纹波电流与平均电流相比相对较小。
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