超低功率或者超高功率開關電源,并不象一般開關電源那樣容易選擇。目前常規的電感都是為一些主流設計所制造,并不能很好地滿足一些特殊設計。超高效率Buck電路的電感選擇問題。典型應用實例就是小體積電池長時間供電設備。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。為了減小開關電源的體積,最好選擇盡可能高的開關頻率。但是開關損耗以及輸出電感的損耗會隨著開關頻率的提高而增大,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。但是根據制造商提供的數據,很難預測電感在高頻時的損耗。因為制造商通常只提供諸如開路電感、工作電流、飽和電流、直流電阻以及自激頻率等參數。對于大部分開關電源設計來說,這些參數已經足夠了,并且根據這些參數選擇合適的電感也非常容易。但是,對于超低電流、超高頻率開關電源來說,電感磁芯的非線性參數對頻率非常敏感,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“這個與頻率有關的參數外,電感幾乎沒有其他與頻率相關的參數。但是,對于超低功率、超高頻率系統(電池供電設備),這些高頻損耗(磁芯損耗和線圈損耗)通常會遠遠大于直流損耗。
當設計需要選取低損耗貼片電感時,應選取低摻雜度材料來獲得低的磁場強度參數-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,或者向專業的磁材料專家請教,以便能夠滿足特定的需求。
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