Come scegliere un induttore per un circuito regolatore buck?

Sto progettando un circuito regolatore buck, con possibilmente il MAX16974 come regolatore. Non ho mai fatto una cosa del genere prima d'ora, e in realtà non c'è troppa elettronica analogica. Mi sono bloccato nella parte in cui avrei dovuto selezionare un induttore.

Parte del problema è che c'è molto da scegliere (13000 in totale da Farnell). Li ho filtrati fino a circa 100. Ma non sono ancora del tutto sicuro se i valori sono corretti e come scegliere tra gli altri.

Poiché non verranno realizzate molte copie, il prezzo non è così grave.

Dopo un po 'di ricerche su google ho trovato un modulo dell'app Texas Instruments relativo alla selezione degli induttori da utilizzare con il regolatore di commutazione, ma non sono stato in grado di elaborare alcune delle costanti utilizzate nelle equazioni in esso.

AGGIORNAMENTO: il regolatore verrà utilizzato su un ingresso da 10-20 volt (per lo più intorno a 15 volt). L'uscita sarà di 5 volt con la corrente intorno a 1A.

Non so davvero dove dovrebbero essere le altre specifiche. Mi piacerebbe essere in grado di alimentare diversi tipi di dispositivi che richiedono 5VDC, ad esempio un lampone pi o caricare un telefono tramite USB.

Ecco un modo rapido e un po 'sporco per calcolare un valore di induttore per regolatori buck operanti in modalità di conduzione costante (CCM). Si tradurrà in un'induttanza che sarà vicina a ciò che otterresti con un calcolo più esatto e non ti metterà nei guai.

Cosa devi sapere per calcolare l'induttanza:

• Tensione di uscita, $V_o$
• Corrente di uscita, $I_o$
• Frequenza di commutazione, $F_{\text{sw}}$
• L = $\frac{\text{$\Delta $t}V_o}{\text{$\Delta $I}}$

Fai un paio di ipotesi:

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

così

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

$I_o$$F_{\text{sw}}$

$\text{$\mu $H}$

Quando si sceglie l'induttore:

• $I_o$$I_o$

• Assicurarsi che la frequenza di risonanza in serie (SRF) sia almeno di un decennio superiore alla frequenza di commutazione.

Il grosso problema che vedo è che non hai specificato parametri diversi da "Sto progettando un dollaro".

Se non hai ancora capito questi parametri, per favore fallo:

• Gamma di tensione di ingresso
• Tensione di uscita
• Ondulazione massima dell'uscita
• Massima corrente di uscita
• Dimensioni ed ESR dei condensatori di uscita

Tutti questi contano:

• La corrente di ondulazione dell'induttore viene spesso indicata come percentuale della corrente di uscita CC totale
• La tensione di ondulazione in uscita è la corrente picco-picco dell'induttore sovrapposta all'ESR dei condensatori di uscita

• L'ondulazione picco-picco è anche correlata al ciclo di lavoro, che è

  $\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$

• Ci sono implicazioni sulla stabilità del feedback quando si opera in CCM (CCM limita la larghezza di banda massima che è possibile ottenere mantenendo guadagno e margine di fase)

• L'induttore deve gestire la corrente CC desiderata senza saturare e la perdita CC nell'avvolgimento deve rientrare nei limiti della parte.

EDIT: il tuo obiettivo è 1A a 5V. Se si segue la regola empirica del 10%, la corrente massima picco-picco dell'induttore dovrebbe essere 100 mA.

$\dfrac{5V}{15V}=0.333$

$\dfrac{0.333}{2.2MHz}=166.5ns$

$V_L = L \dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

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

Un induttore più grande ti darà una corrente di ripple più piccola. È vero il contrario: un induttore più piccolo ti darà una maggiore corrente di ondulazione.

$500m \Omega$

Per una buona regolazione del carico e una bassa ondulazione, si desidera che la resistenza in serie dell'induttore e dei condensatori sia molto inferiore alla resistenza ON dell'interruttore.

per MAX16974, RON misurato tra SUPSW e LX, ILX @ 500mA Ron = 185mΩ tip, 400 mΩ max

Quindi scegli Rs di L da << 185 mΩ come 10 ~ 20% di Ron o Rs di (L) = 19 ~ 38 mΩ