如何为降压稳压器电路选择电感器？

我正在设计一个降压调节器电路，可能使用MAX16974作为调节器。我以前从未做过这样的事情，实际上根本没有太多的模拟电子产品。我陷入了应该选择电感器的部分。

问题的一部分是有很多选择（Farnell总共提供13000）。我将它们过滤掉到大约100。但是我仍然不确定是否正确的值，以及如何从剩下的剩余部分中进行选择。

由于将不会制作太多副本，因此价格并不是什么大问题。

经过一番谷歌搜索，我找到了德州仪器（TI）的应用笔记，内容涉及与开关稳压器一起使用的电感的选择，但我无法计算出其中的等式中使用的一些常数。

更新：稳压器将用于10-20伏输入（大多数约为15伏）。输出将为5伏，电流约为1A。

我现在真的不知道其他规格应该在哪里。我希望能够为需要5VDC的各种设备供电，例如树莓派或通过USB为手机充电。

这是一种计算恒定导通模式（CCM）的降压调节器电感值的快速方法。这将导致电感接近通过更精确的计算所获得的电感，并且不会给您带来麻烦。

计算电感所需的知识：

• 输出电压，$V_o$
• 输出电流$I_o$
• 开关频率，$F_{\text{sw}}$
• L =$\frac{\text{$\Delta $t}V_o}{\text{$\Delta $I}}$

做几个假设：

• $\text{$\Delta $I} = \frac{I_o}{10}$
• $\text{$\Delta $t} = \frac{1}{F_{\text{sw}}}$

所以

L =$\frac{10 V_o}{I_o F_{\text{sw}}}$

对于 = 1A和 = 2.2 MHz $I_o$$F_{\text{sw}}$

L = 22.7$\text{$\mu $H}$

选择电感器时：

• 寻找一个额定值为输出电流1.4至2倍的电流。在这种情况下为1.4A至2A。多数标准电感器都规定在额定电流下发热时会产生40C的热量上升。导电损耗与电流的平方成比例。使用1.4额定电流将使热量上升减少一半，而使用2额定电流将使热量上升减小到1/4。 $I_o$$I_o$

• 确保串联谐振频率（SRF）比开关频率至少高十倍。

我看到的最大问题是，除了“我正在设计降压器”之外，您没有指定任何其他参数。

如果尚未弄清楚这些参数，请这样做：

• 输入电压范围
• 输出电压
• 最大输出纹波
• 最大输出电流
• 输出电容器的尺寸和ESR

这些都很重要：

• 通常将电感器纹波电流作为总直流输出电流的百分比作为目标
• 输出纹波电压是叠加在输出电容器ESR上的电感器峰峰值电流

• 峰峰值纹波还与占空比相关，即

  $\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$对于CCM模式）小于此值（对于DCM模式（取决于负载）

• 在CCM中运行时，存在反馈稳定性问题（CCM在保持增益和相位裕度的同时限制了您可以实现的最大带宽）

• 电感器必须在不饱和的情况下处理所需的DC电流，并且绕组中的DC损耗必须在器件的限制之内。

编辑：您的目标是5V时为1A。如果遵循“ 10％经验法则”，则最大电感器峰峰值电流应为100mA。

占空比：$\dfrac{5V}{15V}=0.333$

准时：$\dfrac{0.333}{2.2MHz}=166.5ns$

纹波电流：$V_L = L \dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

$L = \dfrac{V_L \cdot \Delta t}{\Delta I} = \dfrac{(15V-5V) \cdot 166.5ns}{100mA} = 16.65 \mu H$

较大的电感器将为您提供较小的纹波电流。反之亦然-较小的电感器将为您提供较大的纹波电流。

通常，纹波应为直流电平的1％或更小，因此，如果目标电感电流为100mA，请确保输出电容ESR小于。这应该很容易。$500m \Omega$

为了实现良好的负载调节和低纹波，您希望电感器和电容器的串联电阻远小于开关的导通电阻。

对于MAX16974，RON在SUPSW和LX之间测量，ILX @ 500mA Ron =185mΩ（典型值），最大400mΩ

因此，选择 L的Rs为<< 185mΩ，例如Ron的10〜20％或（L）的Rs = 19〜38mΩ