超低功率或者超高功率開關(guān)電源,并不象一般開關(guān)電源那樣容易選擇。目前常規(guī)的電感都是為一些主流設(shè)計所制造,并不能很好地滿足一些特殊設(shè)計。超高效率Buck電路的電感選擇問題。典型應(yīng)用實(shí)例就是小體積電池長時間供電設(shè)備。在這種電路中,讓工程師感到棘手的問題主要是電池容量(成本與體積)與Buck電路體積、效率之間的矛盾。為了減小開關(guān)電源的體積,最好選擇盡可能高的開關(guān)頻率。但是開關(guān)損耗以及輸出電感的損耗會隨著開關(guān)頻率的提高而增大,而且很有可能成為影響效率的主要因素,正是這些矛盾大大提高了電路設(shè)計的難度。
Buck電路的電感要求:對工程師而言,鐵磁性元件(電感)可能是最早接觸的非線性器件。但是根據(jù)制造商提供的數(shù)據(jù),很難預(yù)測電感在高頻時的損耗。因?yàn)橹圃焐掏ǔV惶峁┲T如開路電感、工作電流、飽和電流、直流電阻以及自激頻率等參數(shù)。對于大部分開關(guān)電源設(shè)計來說,這些參數(shù)已經(jīng)足夠了,并且根據(jù)這些參數(shù)選擇合適的電感也非常容易。但是,對于超低電流、超高頻率開關(guān)電源來說,電感磁芯的非線性參數(shù)對頻率非常敏感,其次,頻率也決定了線圈損耗。
對于普通開關(guān)電源,相對于直流I2R損耗來說,磁芯損耗幾乎可以忽略不計。所以通常情況下,除了“自激頻率“這個與頻率有關(guān)的參數(shù)外,電感幾乎沒有其他與頻率相關(guān)的參數(shù)。但是,對于超低功率、超高頻率系統(tǒng)(電池供電設(shè)備),這些高頻損耗(磁芯損耗和線圈損耗)通常會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直流損耗。
當(dāng)設(shè)計需要選取低損耗貼片電感時,應(yīng)選取低摻雜度材料來獲得低的磁場強(qiáng)度參數(shù)-B。并選擇低損耗的磁芯或考慮采用多芯電線。并且,最好采用芯片公司推薦的磁性元件,或者向?qū)I(yè)的磁材料專家請教,以便能夠滿足特定的需求。
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