電感選擇對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器性能的折衷

該評(píng)估板(圖1)包含有一個(gè)0.47uH電感，可以同時(shí)提供較高的效率和快速負(fù)載暫態(tài)響應(yīng)。較低的電感值導(dǎo)致較低的效率，較大的電感以暫態(tài)響應(yīng)為代價(jià)提供更高的效率。本文中討論的其他電感(表1)經(jīng)過(guò)選擇可以與評(píng)估板的PCB封裝相匹配，并且能以最小的改動(dòng)(如果需要)來(lái)配合評(píng)估板的電路。

尺寸考慮

表1中兩個(gè)系列的電感提供不同的磁芯尺寸。它們的引腳相同，但是FDV0630系列電感在電路板上要高1mm。較高的高度使得使用較短的銅線成為可能—使用更大的直徑或較少的匝數(shù)，或二者兼具。

0.2uH以及更低的電感表現(xiàn)出很低的效率，因此更小的電感未予考慮。較小的電感值還帶來(lái)較大的峰值電流，它必須保持低于MAX8646的最低電流限制以防止失穩(wěn)。另一方面，大于1uH的電感也不合適。評(píng)估0.47uH和1uH的電感值將使得這些折衷更加清楚。請(qǐng)注意較大的FDV0630系列電感具有相同的電感值和引腳，但是提供更低的電阻和更高的額定電流。關(guān)于電感磁芯的尺寸、材料和磁導(dǎo)率的詳細(xì)比較超出了本文的討論范圍，但是電感制造商可以提供很多相關(guān)主題的文章。

磁芯的考慮

Toko公司的FDV系列電感采用鐵粉芯，它們提供更好的溫度穩(wěn)定性并且相對(duì)于其他可選磁芯成本更低。其他選擇是鉬坡莫合金粉末(MPP)、氣隙鐵氧體以及(例如)鐵硅鋁磁合金(Kool Muu)或高磁通磁環(huán)。鑒于混合鎳、鐵和鉬粉末的成本，MPP通常是最昂貴的選擇。鐵硅鋁磁合金(Kool Mu)是一種次昂貴的復(fù)合粉末磁芯。在多數(shù)電源中常見(jiàn)的罐形、E和EI形磁芯為氣隙鐵氧體。這些外形可以在必要時(shí)提供靈活性和可變性，但是成本更高。高磁通磁環(huán)通常用于濾波電感而不是電源變換電路。關(guān)于電感的更多信息，可以參考：http://www.dzsc.com/product/infomation/318449/2012913153315960.html

性能評(píng)估和效率比較

圖1電路中各種電感的效率比較(圖2)顯示，在輸出電流低于2A時(shí)1uH電感具有最好的效率，在低于3A時(shí)0.2uH的效率最低。在電感量相同時(shí)，尺寸較大(FDV0630)直流電阻較低的電感在整個(gè)輸出電流范圍內(nèi)可提供0.5%至1%的效率提升。

對(duì)于FDV0620系列的0.47uH和1uH電感，可以注意到在2A附近其效率曲線有一個(gè)交叉：2A以下1uH電感具有較高的效率，2A以上0.47uH的效率更高。1uH電感所具有的較大串聯(lián)電阻導(dǎo)致了這種效率的差異。

開(kāi)關(guān)波形的比較

另一種性能折衷(圖3和圖4)可以在電感電流、電感電壓(引腳14至引腳16)和輸出電壓紋波的典型波形中看到。圖3使用電感量較小的FDV0620-0.47uH電感產(chǎn)生較高的峰值電流。輸出電壓紋波低于18mV峰峰值，而FDV630-1.0uH電感(圖4)產(chǎn)生的紋波峰峰值剛超過(guò)12mV。峰值電流對(duì)輸出電容充電并且提供負(fù)載電流。在電容的ESR上會(huì)流入和流出較大的電流，這將產(chǎn)生較高的輸出電壓紋波。如果必要，可以通過(guò)使用較大的輸出電容來(lái)降低該紋波。

負(fù)載暫態(tài)的比較

不同的電感提供不同的負(fù)載暫態(tài)響應(yīng)(IC和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)同樣對(duì)該響應(yīng)有貢獻(xiàn))。MAX8646 IC需要外部補(bǔ)償，但是其他開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器IC包含內(nèi)部補(bǔ)償，它們通常指定允許的電感值范圍。從另一方講，外部補(bǔ)償允許設(shè)計(jì)更加靈活。