¿Cómo elegir un inductor para un circuito regulador de inversión?

Estoy diseñando un circuito regulador de inversión, posiblemente con el MAX16974 como regulador. Nunca antes había hecho algo así, y en realidad no había demasiada electrónica analógica. Me quedé atrapado en la parte donde debería seleccionar un inductor.

Parte del problema es que hay mucho para elegir (13000 en total de Farnell). Los filtré a alrededor de 100. Pero todavía no estoy completamente seguro de si los valores son correctos y cómo elegir del resto que quedan.

Como no se harán tantas copias, el precio no es tan preocupante.

Después de buscar un poco en Google, encontré una nota de aplicación de Texas Instruments sobre la selección de inductores para usar con el regulador de conmutación, pero no he podido calcular algunas de las constantes utilizadas en las ecuaciones.

ACTUALIZACIÓN: El regulador se utilizará en una entrada de 10-20 voltios (principalmente alrededor de 15 voltios). La salida será de 5 voltios con la corriente alrededor de 1A.

Realmente no sé dónde deberían estar las otras especificaciones. Me gustaría poder alimentar diferentes tipos de dispositivos que requieren 5VDC, por ejemplo, una frambuesa pi o cargar un teléfono a través de usb.

Aquí hay una forma rápida y un tanto sucia de calcular un valor de inductor para reguladores reductores que funcionan en modo de conducción constante (CCM). Producirá una inductancia que estará cerca de lo que obtendría con un cálculo más exacto, y no lo meterá en problemas.

Lo que necesita saber para calcular la inductancia:

• Voltaje de salida,$V_o$
• Corriente de salida,$I_o$
• Frecuencia de conmutación,$F_{\text{sw}}$
• L =$\frac{\text{$\Delta $t}V_o}{\text{$\Delta $I}}$

Haga un par de suposiciones:

• $\text{$\Delta $I} = \frac{I_o}{10}$
• $\text{$\Delta $t} = \frac{1}{F_{\text{sw}}}$

entonces

L =$\frac{10 V_o}{I_o F_{\text{sw}}}$

para = 1A y = 2.2 MHz F $I_o$$F_{\text{sw}}$

L = 22.7$\text{$\mu $H}$

Al elegir el inductor:

• Encuentre uno que tenga una potencia de 1,4 a 2 veces la corriente de salida. En este caso 1.4A a 2A. La mayoría de los inductores estándar están especificados para un aumento de calor de 40 ° C con corriente nominal, que es un poco caliente. Las pérdidas conductivas escalan por el cuadrado de la corriente. El uso de una clasificación actual de 1.4 reducirá ese aumento de calor a la mitad, y una clasificación actual de 2 reducirá el aumento de calor a 1/4. yo $I_o$$I_o$

• Asegúrese de que la frecuencia resonante en serie (SRF) sea al menos una década más alta que la frecuencia de conmutación.

El gran problema que veo es que no ha especificado ningún parámetro que no sea "Estoy diseñando un dólar".

Si aún no ha descubierto estos parámetros, hágalo:

• Rango de voltaje de entrada
• Tensión de salida
• Ondulación de salida máxima
• Corriente de salida máxima
• Tamaño y ESR de condensadores de salida

Todo esto importa:

• La corriente de ondulación del inductor a menudo se orienta como un porcentaje de la corriente de salida de CC total
• El voltaje de ondulación de salida es la corriente pico a pico del inductor superpuesta en el ESR de los condensadores de salida

• La ondulación de pico a pico también está relacionada con el ciclo de trabajo, que es

  $\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$ para el modo CCM, menor que esto para el modo DCM (depende de la carga)

• Hay implicaciones de estabilidad de retroalimentación cuando se opera en CCM (CCM limita el ancho de banda máximo que puede lograr mientras mantiene la ganancia y el margen de fase)

• El inductor debe manejar la corriente de CC que desea sin saturar, y la pérdida de CC en el devanado debe estar dentro de los límites de la parte.

EDITAR: Su objetivo es 1A a 5V. Si va con la 'regla general del 10%', la corriente máxima de pico a pico del inductor debe ser de 100 mA.

Ciclo de trabajo:$\dfrac{5V}{15V}=0.333$

A tiempo:$\dfrac{0.333}{2.2MHz}=166.5ns$

Corriente de ondulación:$V_L = L \dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

$L = \dfrac{V_L \cdot \Delta t}{\Delta I} = \dfrac{(15V-5V) \cdot 166.5ns}{100mA} = 16.65 \mu H$

Un inductor más grande le dará una corriente de ondulación más pequeña. Lo contrario es cierto: un inductor más pequeño le dará una mayor corriente de ondulación.

En general, la fluctuación debe ser del 1% o menos del nivel de CC, así que asegúrese de que el límite de salida ESR sea inferior a si apunta a 100 mA de ondulación del inductor. Esto debería ser fácil.$500m \Omega$

Para una buena regulación de carga y baja ondulación, desea que la resistencia en serie del inductor y los condensadores, respectivamente, sea mucho menor que la resistencia de ENCENDIDO del interruptor.

para el MAX16974, RON medido entre SUPSW y LX, ILX @ 500mA Ron = 185mΩ típico, 400 mΩ máx.

Así eligen Rs de l que se << 185 mO como 10 ~ 20% de Ron o Rs de (L) = 19 ~ 38 mO