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ZHCSU07 September 2024 TPS548B23

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机械数据 (封装 | 引脚)

VAN|19

散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)

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8.2.2.3 选择电感器

要计算输出电感 (L_OUT) 的值，请使用方程式 9。输出电容器可以过滤电感器纹波电流 (I_IND(ripple))。因此，选择较大的电感器纹波电流会影响输出电容器的选择，因为输出电容器的纹波电流额定值必须等于或大于电感器纹波电流。另一方面，较大的纹波电流会增加输出纹波电压，但会改善信噪比并有助于使运行保持稳定。通常，为实现平衡性能，电感值必须将纹波电流设置为最大输出电流的约 15% 至 40%。

在此设计中，电感器纹波电流设置为 20A 输出电流的 30%。开关频率为 800klHz、最大 V_IN 为 16V 且输出电压为 3.3V 时，根据这些参数，使用方程式 9 计算得出的电感为 0.546µH。选择最接近的标准值 0.55µH。

方程式 9.

L = \frac{(V_{I N} (m a x) - V_{O U T}) \times V_{O U T}}{I_{R I P P L E} \times V_{I N} (m a x) \times f_{S W}} = \frac{(16 V - 3.3 V) \times 3.3 V}{0.3 \times 20 A \times 16 V \times 800 k H z} = 0.546 μ H

电感器需要低 DCR 才能实现良好的效率。在饱和前，电感器还需要有高于峰值电感器电流的足够余量。使用方程式 10 估算得出电感器电流纹波。在此设计中，将 CFG1 引脚连接至 VCC，I_OC(valley) 设置为 21A，因此在最大 V_IN 下使用方程式 11 计算得到的峰值电感器电流为 22.98A。

方程式 10.

I_{R I P P L E} = \frac{(V_{I N} (m a x) - V_{O U T}) \times V_{O U T}}{L \times V_{I N} (m a x) \times f_{S W}} = \frac{(16 V - 3.3 V) \times 3.3 V}{0.55 μ H \times 16 V \times 800 k H z} = 5.95 A

方程式 11.

I_{L (P E A K)} = I_{O U T} + \frac{I_{R I P P L E}}{2} = 20 A + \frac{5.95 A}{2} = 22.98 A

方程式 12.

I_{L (R M S)} = \sqrt{{I_{O U T}}^{2} + \frac{{I_{R I P P L E}}^{2}}{12}} = \sqrt{{20 A}^{2} + \frac{{5.95 A}^{2}}{12}} = 20.07 A

选择的电感为 Coilcraft XAL7070-551MEB。该电感器的饱和电流额定值为 43A，RMS 电流额定值为 29A，DCR 最大值为 1.6mΩ。选择该电感器的原因是它具有低 DCR，可以获得高效率。