ZHCSLR2C August 2020 – March 2022 TPS61288
PRODUCTION DATA
由于電感器的選型會影響電源運(yùn)行的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)行為、環(huán)路穩(wěn)定性和升壓轉(zhuǎn)換器效率,電感器是開關(guān)電源穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)中最重要的元件。對于電感器性能而言,三個(gè)最重要的規(guī)格是電感值、直流電阻與飽和電流。
TPS61288 可與 1.0μH 至 4.7μH 的電感器配合使用。1.0μH 電感器通常采用較小或薄型封裝,而 4.7μH 電感器則會產(chǎn)生更低的電感器電流紋波。如果升壓輸出電流受到 IC 峰值電流保護(hù)的限制,則使用 4.7μH 的電感器可以更大限度地提高控制器的輸出電流能力。
在沒有電流偏置的情況下,電感值的容差可以為 ±20%,甚至是 ±30%。當(dāng)電感器電流接近飽和水平時(shí),其電感可以比 0A 電流時(shí)的電感值減少 20% 至 35%,具體取決于電感器供應(yīng)商對飽和電流的定義。選擇電感器時(shí),請確保其額定電流(尤其是飽和電流)大于運(yùn)行期間的峰值電流。
按照公式 2 至公式 4 計(jì)算電感器的峰值電流。如需計(jì)算最壞情況下的電流,請使用應(yīng)用的最小輸入電壓、最大輸出電壓和最大負(fù)載電流。為了留出足夠的設(shè)計(jì)裕度,TI 建議在計(jì)算時(shí)使用最小開關(guān)頻率、容差為 -30% 的電感值以及低電源轉(zhuǎn)換效率。
在升壓穩(wěn)壓器中,按公式 2 計(jì)算電感器直流電流。

其中
按公式 3 計(jì)算電感器電流峰值間紋波。

其中
因此,可以通過公式 4 來計(jì)算電感器的峰值電流 ILpeak。

將 TPS61288 的電流限值設(shè)置為高于峰值電流 ILpeak。然后選擇飽和電流高于設(shè)定電流限值的電感器。
升壓轉(zhuǎn)換器效率取決于電流路徑的電阻、與開關(guān) MOSFET 相關(guān)的開關(guān)損耗和電感器的磁芯損耗。TPS61288 優(yōu)化了內(nèi)部開關(guān)電阻。但是,整體效率受電感器直流電阻 (DCR)、開關(guān)頻率下的等效串聯(lián)電阻 (ESR) 和內(nèi)芯損耗的影響很大。磁芯損耗與磁芯材料有關(guān),不同的電感器具有不同的磁芯損耗。對于某個(gè)電感器,較大的電流紋波會產(chǎn)生更高的 DCR 和 ESR 導(dǎo)通損耗和更高的磁芯損耗。通常,電感器的數(shù)據(jù)表不提供 ESR 和磁芯損耗信息。如果需要,請咨詢電感器供應(yīng)商以獲取詳細(xì)信息。一般而言,TI 會建議使用具有較低 DCR 和 ESR 的電感器。但是,需要在電感器的電感、DCR 和 ESR 電阻以及占位面積之間進(jìn)行權(quán)衡。此外,屏蔽電感器的 DCR 通常高于非屏蔽電感器。表 9-2 列出了為 TPS61288 推薦的電感器。根據(jù)前面的計(jì)算和基準(zhǔn)評估,驗(yàn)證推薦的電感器是否可以支持用戶目標(biāo)應(yīng)用。在此應(yīng)用中,選擇了 Cyntec 的電感器 CMLE105T-2R2MS-99,因?yàn)樗某叽缧『?DCR 低。
| 器件型號 | L (μH) | DCR MAX (mΩ) | 飽和電流/額定熱電流 (A) | 最大尺寸(長 × 寬 × 高 mm) | 供應(yīng)商 |
|---|---|---|---|---|---|
| CMLE105T-2R2MS-99 | 2.2 | 4.5 | 26.0/19.5 | 10.3 x 11.5 x 5.0 | Cyntec |
| CMLE105T-1R0MS-99 | 1.0 | 2.5 | 36.0/25.5 | 10.3 x 11.5 x 5.0 | Cyntec |
| XAL1060-222ME | 2.2 | 4.95 | 32.0/20.0 | 10.0 x 11.3 x 6.0 | Coilcraft |
| 104CDMCCDS-2R2MC | 2.2 | 7.0 | 18.0/15.0 | 11.5 × 10.3 × 4.0 | Sumida |