ZHCSR88 November 2023 TPS61377
PRODUCTION DATA
8.2.2.2 电感器选型
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、直流电阻和饱和电流。
TPS61377 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。如果升压输出电流受到 IC 峰值电流保护的限制，则使用电感更大的电感器可以更大限度地提高转换器的输出电流能力。
电感值可以是 0A 偏置时值的 ±20% 甚至 ±30%。当电感器电流接近饱和水平时，其电感可以比 0A 偏置电流时的值减少 20% 至 35%，具体取决于电感器供应商定义饱和电流的方式。选择电感器时，请确保其额定电流（尤其是饱和电流）在所有工作条件下均大于升压转换器峰值电流。
正常情况下，建议在最大输出电流下电感器峰峰值电流小于电感器平均电流的 40%。按照方程式 5 至方程式 7 计算电感器的平均、峰值和纹波电流。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% 的电感以及低电源转换效率。
在升压稳压器中，按方程式 5 计算电感器直流电流。
其中
- VOUT 是升压稳压器的输出电压。
- IOUT 是升压稳压器的输出电流。
- VIN 是升压稳压器的输入电压。
- η 是电源转换效率。
按方程式 6 计算电感器电流峰峰值纹波。
其中
- IPP 是电感器峰峰值纹波。
- L 是电感值。
- ƒSW 为开关频率。
- VOUT 是输出电压。
- VIN 是输入电压。
因此，可以通过方程式 7 来计算电感器的峰值电流 ILpeak。
必须确保峰值电流不超过电感器饱和电流。
对于给定的物理电感器尺寸，电感增大通常会导致电感器具有较低的饱和电流。线圈的总损耗由直流电阻 (DCR) 损耗和以下与频率相关的损耗组成：
- 磁芯材料中的损耗（磁迟滞损耗，尤其是在高开关频率条件下）
- 趋肤效应对导体产生的额外损耗（高频下的电流位移）
- 相邻绕组的磁场损耗（接近效应）
对于某个电感器，较大的电流纹波（较小的电感器）会产生较高的直流损耗，以及与频率相关的损耗。通常，电感器的数据表不提供磁芯损耗信息。如果需要，请咨询电感器供应商以获取详细信息。为了提高效率，基本上建议使用具有较低 DCR 的电感器。然而，这通常需要在损耗和器件尺寸之间进行权衡。下表列出了一些推荐的电感器。
| 器件型号 | L (μH) | DCR TYP (mΩ) | 饱和电流 (A) | 尺寸（长 × 宽 × 高 mm） | 供应商(1) |
|---|---|---|---|---|---|
| XGL5050-222ME | 2.2 | 6.8 | 10.7 | 5.28 x 5.48 x 5.1 | Coilcraft |
| XGL5050-472ME | 4.7 | 13.9 | 7.0 | 5.28 x 5.48 x 5.1 | Coilcraft |
| XGL6060-103ME | 10 | 18.5 | 7.3 | 6.51 x 6.71 x 6.1 | Coilcraft |
| XGL4020-222ME | 2.2 | 19.5 | 6.2 | 4.0 x 4.0 x 2.1 | Coilcraft |
| XGL4020-472ME | 4.7 | 43 | 4.1 | 4.0 x 4.0 x 2.1 | Coilcraft |
| XGL4020-822ME | 8.2 | 71 | 3.2 | 4.0 x 4.0 x 2.1 | Coilcraft |