隨著(zhù)開(kāi)關(guān)頻率增加到1 MHz以上,經(jīng)常會(huì )出現電感器性能的問(wèn)題。雖然可以根據參數數據比較特定電感器的相對優(yōu)點(diǎn),但考慮電路應用最為重要。
例如,考慮ESR與頻率的關(guān)系曲線(xiàn)。在許多情況下,初步觀(guān)察表明電阻看起來(lái)非常高,例如,高于1 MHz。如此之高,實(shí)際上,這將強烈暗示,由于預期的ESR造成的非常高的損耗,該部分不能或不應該在該頻率下使用。但是,已經(jīng)觀(guān)察到,具有此類(lèi)曲線(xiàn)的零件在實(shí)際轉換器中的性能非常好-遠比這些曲線(xiàn)所建議的要好。
考慮以下示例:
假設需要一個(gè)轉換器,以0.3 A(1.5 W)的電壓提供5 V的輸出。
假設我們將使用提供10μH的Coilcraft電感器。圖1顯示了該部分的典型ESR與頻率的關(guān)系。
如果轉換器以250 kHz的頻率運行,我們可以從圖中看到,包括交流和直流電阻在內的ESR約為0.8歐姆。

對于降壓轉換器,平均電感器電流等于負載電流0.3A。
我們可以計算出電感的損耗:
I2R =(0.3A)2×(0.8q)= 0.072W。
0.072 W÷1.5 W =電感中損失了大約5%的輸出功率。
但是,如果我們在5 MHz下運行相同的轉換器,則從ESR曲線(xiàn)可以看出R介于10歐姆和20歐姆之間。如果我們甚至假設R = 10歐姆,那么電感器中的功率損耗應為:
I2R =(0.3A)2×(10≤∑)= 0.9W。
0.9 W÷1.5 W =電感器中有60%的輸出功率損耗!
根據這個(gè)非常簡(jiǎn)單的示例,似乎很明顯,設計人員不應選擇使用這樣的組件。
根據我們的經(jīng)驗,轉換器實(shí)際上可以達到比ESR曲線(xiàn)所預測的更好的性能。
以下解釋說(shuō)明了為什么實(shí)際性能可能比ESR曲線(xiàn)所預測的要好得多。
圖2顯示了一個(gè)可能的降壓轉換器波形的非常簡(jiǎn)化的版本。在這種情況下,假設電感器電流是連續的,并且紋波電流與平均電流相比相對較小。 |