恒流源周邊元器件的選擇方法
為了獲得最佳的效率,應選用鐵氧體磁芯電感器。應選擇一個能夠在不引起飽和的情況下處理必須的峰值電流的電感器,確保該電感銅線低的DCR(銅線電阻)。以便減小I2R功耗。切記電感銅線絕緣層耐不了160度或長時間高溫溫度環(huán)境,SMT有時也會有影響,會使得電感感值發(fā)生嚴重變化,要仔細了解供應商產(chǎn)品溫度忍耐限度要求。
EMC電感選擇:
EMC電感用在輸入和輸出過濾器可以用來減少傳導干擾,用于低于EMC標準的限制設計。所有的電感器都需要鐵粉磁心而非鐵氧體。在它飽和前,可以處理更大電流,需要依據(jù)負載選擇合適的電流值。
制作濾波電感,選用何種磁心材料,除了必須注意防止磁心飽和問題外,還必須考慮到磁心的恒磁導特性。需要指出,有些設計人員往往只注意電感量的指標,選擇磁導率高的材料,以減少線圈的匝數(shù),而對于電感額定電流較大時,電感量是否減少,減少到什么程度,會不會達到飽和,考慮較小。這是應該注意避免的。
由于鐵粉心具有飽和磁通密度高,恒磁導特性好,價格便宜,而得到了廣泛應用。
輸出電容器件選擇:
輸出可同時使用輸出電容以達到目標頻率和電流的精確控制。電容能在整個輸入電壓范圍內(nèi)減小頻率,一個小的 4.7μF 的電容就能顯著減小頻率。電流的調(diào)整也能因為電容值的增加而得到改善。從下面圖片可以很容易看到,圖上存在一個拐點,再增加電容值,對操作頻率和輸出電流的調(diào)整影響不大。
增加輸出電容(COUT),從本質(zhì)上來說,是增加了輸出級所能儲存的能量,也就意味著能供應電流的時間加長了。因此通過減慢負載的di/dt 瞬變,頻率顯著減小。有了輸出電容(COUT)之后,電感的電流將不再和負載上看到的電流保持一致。電感電流仍將是完美的三角形的形狀,負載電流有相同的趨勢,只不過所有尖銳的拐角都變得圓滑了,所有的峰值明顯減小,如下圖所示。
應用設計在輸出端上采用低ESR(等效串聯(lián)電阻)陶瓷電容器,以最大限度的減小輸出波紋。采用X5R或X7R型材料電介質(zhì),這是與其它電介質(zhì)相比,這些材料能在較寬的電壓和溫度范圍內(nèi)維持其容量不變。對于大多數(shù)高的電流設計,采用一個4.7至10uF輸出電容就足夠了。具有較低輸出電流的轉(zhuǎn)換器只需要采用一個1至2.2uF的輸出電容器。
輸入電容器的選擇:
一般在驅(qū)動IC輸入設置一顆電容,主要是解決線路開關(guān)頻率對供電部分的EMI問題。有時大家會誤認為是電源濾波而設置,事實并非這樣。因其整流二極管廣泛使用,價格變得非常低廉而穩(wěn)定,集成到IC內(nèi)部沒有成本優(yōu)勢,所以大多將整流濾波部分不予整體考慮。
如果采用電解電容提供了附加的旁路或輸入電源阻抗很低,則采用一顆較小的價格低的Y5V電容器也會有很好的效果。一般恒流器件會有非??斓纳仙拖陆禃r間的脈沖從輸入電源吸收電流。輸入電容器未了減小輸入端的合成電壓紋波,并強制該開關(guān)電流進入一個嚴密的本機環(huán)路,從而最大限度的減低EMI。輸入電容在開關(guān)頻率條件下必須具有低阻抗,以高效的完成這項工作,而且,它必須具有一個足夠的額定紋波電流。通常紋波電流不會大于負載電流的1/2倍。
陶瓷電容器小尺寸和低阻抗(低的等效串聯(lián)電阻或ESR)特征而成為優(yōu)選方案。低的ESR產(chǎn)生了非常低的電壓紋波,與數(shù)值相同的其它電容器類型相比,陶瓷電容器能夠處理更大的波紋電流。應選用X5R或X7R型介質(zhì)陶瓷電容器??梢赃x用參考值多于1/3容值的電解電容器代替,但是體積和壽命等因數(shù)并不是很合適與LED匹配。鉭電容會因浪涌電流過大易出現(xiàn)故障,也不建議在此使用。
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