交换式稳压器的电感器设计 - Magnetics.PDF

® Spang Co. 公司分部公司分部 公司分部公司分部 公报公报 SR-1A 技术公报 公报公报 交换式稳压器的交换式稳压器的 交换式稳压器的交换式稳压器的 电感器设计电感器设计 电感器设计电感器设计 由于效率高、尺寸小、成本低，交换式稳压器不失为一种将未滤波的直流输入电压转换 成经调节的直流输出的好方法。本技术公报说明并介绍了交换式稳压器及相关设计资 料。尤其着重介绍了用于功率电感器的 MAGNETICS® 铁氧体和钼坡莫合金磁粉芯。 描述描述 描述描述 典型电路包括以下三个部分：晶体管开关、二极管箝位电路和一个 LC 滤波器。将未经调节的直流电压施加 于工作频率通常为 1 到 50 千赫的晶体管开关上。当开关打开的时候， LC 滤波器的输入电压 Ein 使得通 过电感器的电流增加，并将多余的能量储存于电感器和电容器中，以在开关关断期间维持输出功率。通过调 整晶体管开关的导通时间 ton 并采用输出反馈系统来完成调节。最后形成经调节的直流输出，式子表达为： Eout = Ein ton f 部件选择部件选择 电感器设计电感器设计 部件选择部件选择 电感器设计电感器设计 本交换式系统由一个晶体管和一个稳压器输出反 交换式稳压器中的电感器一般使用两种不同类 馈装置所组成。晶体管选择包括两个因素-- （1）额 型的磁芯材料：粉末磁芯和铁氧体磁芯。由于设计 定电压应大于最大的输入电压，（2 ）频率截止特性 人员必须考虑诸如成本、体积、大小、空间限制和 必须与实际切换频率高度一致以确保有效操作。反 绕组性能等因素，因此很难在两种材料中进行取 馈电路通常包括运算放大器和比较器。对二极管箝 舍。每种类型的材料都具有如下所述的优势： 位电路的要求应与晶体管一致。LC 滤波器级的设计 很容易完成。只要给定了 （1 ）最大和最小输入电 MAGNETICS 磁粉芯采用分布式气隙结构， 压、（2 ）所需的输出、（3 ）最大允许纹波电压、 使得它们比较适宜用于制作交换式稳压器。 该结构 （4 ）最大和最小负载电流、（5 ）所需切换频率， 可提供软饱和特性，从而获得很多设计上的好处， 就可以算出电感和电容值。 首先，计算晶体管的关 包括更小的总磁芯尺寸和过电流保护。它同样也可 断时间 （toff ）。 以减轻在使用离散气隙设计时可能产生的边缘磁通 问题。磁粉芯的直流偏置特性使得它们可在高激励 toff = (1-Eout/Ein max) / f （2 ） 电平下使用，而不会饱和。这三种不同的材料在使 用时为环形：钼坡莫合金 （MPP-400技术公报）、 当 Ein 减少到最小值时，