對于此設(shè)計,輸入電壓為 9V 至 16V。輸出為單個白光 LED,并且要求電感電流紋波小于最大 LED 電流的 40%。為了選擇合適的峰峰值電感器電流紋波,當(dāng)轉(zhuǎn)換器在空載條件下工作時,不應(yīng)超出低側(cè) FET 電流限制。這要求峰峰值電感器電流紋波的一半低于該限值。另一個考慮因素是確保峰峰值電流紋波引起的電感磁芯損耗和銅損耗在合理的范圍內(nèi)。選擇此峰峰值電感電流紋波后,使用方程式 28 計算電感 L 的建議值。
方程式 24.
其中
- KIND 是一個系數(shù),表示電感器紋波電流值與最大 LED 電流之比。
- IL(max) 是最大平均電感器電流,等于此處的輸出電流。
- fSW 為開關(guān)頻率。
- VIN(max) 為最大輸入電壓。
- VOUT 是 LED 負(fù)載上的電壓與檢測電阻上的電壓之和。
使用所選的電感器值,用戶可以使用方程式 25 計算實際的電感器電流紋波。
方程式 25.
電感器 RMS 電流和飽和電流的設(shè)計額定值必須大于系統(tǒng)要求中的額定值。這是為了確保不會發(fā)生電感器過熱或飽和。在上電、瞬態(tài)條件或故障條件下,電感器電流可能超過其正常工作電流并達(dá)到電流限制。因此,最好選擇等于或大于轉(zhuǎn)換器電流限制的飽和電流額定值。峰值電感器電流和 RMS 電流公式如方程式 26 和方程式 27 所示。
方程式 26.
方程式 27.
在本設(shè)計中,V
IN(max) = 16V、V
OUT = 3V、I
LED = 2A、I
L(max) = 2A、f
SW = 400kHz、選擇 K
IND = 0.4,計算出的電感為 7.6μH。這里選擇了 10μH 電感器。使用該電感器時,該電感器的紋波電流、峰值電流和均方根電流分別為 0.61A、2.3A 和 2A。