ZHCSQ42A December 2023 – January 2024 TPS61289
PRODUCTION DATA
由于电感器的选型会影响电源运行的稳态、瞬态行为、环路稳定性和降压/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、直流电阻和饱和电流。
TPS61289 可与 2.2µH 至 10µH 的电感器配合使用。2.2µH 电感器通常采用较小或薄型封装,而 10µH 电感器则会产生更低的电感器电流纹波。
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,请验证电感器的额定电流(尤其是饱和电流)是否大于运行期间的峰值电流。
按照方程式 5 至方程式 7 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。
计算电感器直流电流,如方程式 5 所示。
其中
按方程式 6 计算电感器电流峰峰值纹波。
其中
因此,可以通过方程式 7 来计算电感器的峰值电流 ILpeak。
将 TPS61289 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。
降压或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。TPS61289 优化了内部低侧开关电阻。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 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 7-2 列出了为 TPS61289 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。
| 器件型号 | L (µH) | DCR MAX (mΩ) | 饱和电流 (A) | 尺寸(长 × 宽 × 高 mm) | 厂商 |
|---|---|---|---|---|---|
| XGL1060-332ME | 3.3 | 5.7 | 26.0 | 10.0 x 11.3 x 6.0 | Coilcraft |
| XAL1060-222ME | 2.2 | 4.95 | 32.0 | 10.0 x 11.3 x 6.0 | Coilcraft |
| CMLE105T-2R2MS-99 | 2.2 | 4.5 | 26.0 | 10.3 x 11.5 x 4.8 | Cyntec |