ZHCSLR2C August 2020 – March 2022 TPS61288
PRODUCTION DATA
由于电感器的选型会影响电源运行的稳态、瞬态行为、环路稳定性和升压转换器效率,电感器是开关电源稳压器设计中最重要的元件。对于电感器性能而言,三个最重要的规格是电感值、直流电阻与饱和电流。
TPS61288 可与 1.0µH 至 4.7µH 的电感器配合使用。1.0µH 电感器通常采用较小或薄型封装,而 4.7µH 电感器则会产生更低的电感器电流纹波。如果升压输出电流受到 IC 峰值电流保护的限制,则使用 4.7µH 的电感器可以更大限度地提高控制器的输出电流能力。
在没有电流偏置的情况下,电感值的容差可以为 ±20%,甚至是 ±30%。当电感器电流接近饱和水平时,其电感可以比 0A 电流时的电感值减少 20% 至 35%,具体取决于电感器供应商对饱和电流的定义。选择电感器时,请确保其额定电流(尤其是饱和电流)大于运行期间的峰值电流。
按照公式 2 至公式 4 计算电感器的峰值电流。如需计算最坏情况下的电流,请使用应用的最小输入电压、最大输出电压和最大负载电流。为了留出足够的设计裕度,TI 建议在计算时使用最小开关频率、容差为 -30% 的电感值以及低电源转换效率。
在升压稳压器中,按公式 2 计算电感器直流电流。

其中
按公式 3 计算电感器电流峰值间纹波。

其中
因此,可以通过公式 4 来计算电感器的峰值电流 ILpeak。

将 TPS61288 的电流限值设置为高于峰值电流 ILpeak。然后选择饱和电流高于设定电流限值的电感器。
升压转换器效率取决于电流路径的电阻、与开关 MOSFET 相关的开关损耗和电感器的磁芯损耗。TPS61288 优化了内部开关电阻。但是,整体效率受电感器直流电阻 (DCR)、开关频率下的等效串联电阻 (ESR) 和内芯损耗的影响很大。磁芯损耗与磁芯材料有关,不同的电感器具有不同的磁芯损耗。对于某个电感器,较大的电流纹波会产生更高的 DCR 和 ESR 导通损耗和更高的磁芯损耗。通常,电感器的数据表不提供 ESR 和磁芯损耗信息。如果需要,请咨询电感器供应商以获取详细信息。一般而言,TI 会建议使用具有较低 DCR 和 ESR 的电感器。但是,需要在电感器的电感、DCR 和 ESR 电阻以及占位面积之间进行权衡。此外,屏蔽电感器的 DCR 通常高于非屏蔽电感器。表 9-2 列出了为 TPS61288 推荐的电感器。根据前面的计算和基准评估,验证推荐的电感器是否可以支持用户目标应用。在此应用中,选择了 Cyntec 的电感器 CMLE105T-2R2MS-99,因为它的尺寸小和 DCR 低。
| 器件型号 | L (µH) | DCR MAX (mΩ) | 饱和电流/额定热电流 (A) | 最大尺寸(长 × 宽 × 高 mm) | 供应商 |
|---|---|---|---|---|---|
| CMLE105T-2R2MS-99 | 2.2 | 4.5 | 26.0/19.5 | 10.3 x 11.5 x 5.0 | Cyntec |
| CMLE105T-1R0MS-99 | 1.0 | 2.5 | 36.0/25.5 | 10.3 x 11.5 x 5.0 | Cyntec |
| XAL1060-222ME | 2.2 | 4.95 | 32.0/20.0 | 10.0 x 11.3 x 6.0 | Coilcraft |
| 104CDMCCDS-2R2MC | 2.2 | 7.0 | 18.0/15.0 | 11.5 × 10.3 × 4.0 | Sumida |