电感在电源检测和低功耗电源中的应用

发布时间:2018-08-21 阅读量:756 来源: 发布人:

电感的发展以朝向产品体积小型化与发展排列式晶片电感为主。目前电感器除了朝向小型化发展外,亦需进一步开发整合型元件以应对产品的需求。电感在被动电子器件-电感、电容与电阻之中,乃居于产品设计转换的关键地位,电感的设计可以为开关电路进行能量转换;还可以为稳定电流与去除杂讯,另可搭配电阻与电容展现多种功能,故在机器、设备、消费性电子、电力配输与抑制电磁辐射方面被广泛运用。


电感在电源检测和低功耗电源中的应用


开关模式电源有三种常用电流检测方法是:使用检测电阻,使用MOSFET RDS(ON),以及使用电感的直流电阻(DCR)。每种方法都有优点和缺点,选择检测方法时应予以考虑。


电感直流电阻电流检测采用电感绕组的寄生电阻来测量电流,从而无需检测电阻。这样可降低元件成本,提高电源效率。此检测方法取决于所选的特定检测电阻。某些类型的电流检测电阻,例如金属板电阻,具有较低的ESL,应优先使用。相比之下,绕线检测电阻由于其封装结构而具有较高的ESL,应避免使用。一般来说,ESL效应会随着电流的增加、检测信号幅度的减小以及布局不合理而变得更加明显。电路的总电感还包括由元件引线和其他电路元件引起的寄生电感。电路的总电感也受到布局的影响,因此必须妥善考虑元件的布局,不恰当的布局可能影响稳定性并加剧现有电路设计问题。

检测电阻ESL的影响可能很轻微,也可能很严重。ESL会导致开关栅极驱动器发生明显振荡,从而对开关导通产生不利影响。它还会增加电流检测信号的纹波,导致波形中出现电压阶跃,而不是预期的如图3所示的锯齿波形。这会降低电流检测精度。

贴片电感在低功耗电源上的应用:
超低功率或者超高功率开关电源,并不象一般开关电源那样容易选择。目前常规的电感都是为一些主流设计所制造,并不能很好地满足一些特殊设计。超高效率Buck电路的电感选择问题。

典型应用实例就是小体积电池长时间供电设备。在这种电路中,让工程师感到棘手的问题主要是电池容量(成本与体积)与Buck电路体积、效率之间的矛盾。为了减小开关电源的体积,最好选择尽可能高的开关频率。但是开关损耗以及输出电感的损耗会随着开关频率的提高而增大,而且很有可能成为影响效率的主要因素,正是这些矛盾大大提高了电路设计的难度。


电感在电源检测和低功耗电源中的应用

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