Regulator switching mengubah tegangan input menjadi tegangan output yang lebih tinggi atau lebih rendah, dimana induktor digunakan untuk menyimpan energi listrik sementara. Ukuran induktor tergantung pada frekuensi switching dari regulator switching dan arus yang diharapkan mengalir melalui rangkaian, jadi bagaimana cara memilih nilai induktor yang benar? Nilai induktor dapat ditentukan dengan menggunakan rumus umum yang menggabungkan riak arus induktor.
Di sebagian besar lembar data untuk regulator switching, serta di sebagian besar catatan aplikasi dan teks penjelasan lainnya, riak arus induktor disarankan berada pada 30 persen dari operasi beban nominal. Ini berarti puncak arus induktor dan lembah arus induktor masing-masing 15 persen lebih tinggi dan 15 persen lebih rendah, dibandingkan arus rata-rata pada arus beban nominal. Mengapa memilih riak arus induktor 30 persen atau rasio riak arus (CR) dapat dianggap sebagai kompromi yang baik?
Untuk konverter uang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, Persamaan 1 berlaku:
Gambar 1. riak arus induktor yang sesuai saat menggunakan konverter buck.
Rumus ini menghitung induktansi yang diperlukan untuk konverter buck berdasarkan rasio riak arus CR, L. Rasio ini biasanya ditentukan sebagai 0,3, atau 30 persen riak puncak ke puncak. Dalam rumus ini, D mewakili siklus kerja dan T mewakili waktu siklus, bergantung pada frekuensi peralihan masing-masing.
Apa yang terjadi jika Anda menggunakan riak arus induktor yang berbeda?
Pada Gambar 2, garis merah mewakili riak arus induktor rangkaian (rasio riak arus (CR) sebesar 30 persen dengan arus keluaran 3 A. Ini adalah pilihan kompromi umum dalam desain rangkaian regulator switching. Bentuk gelombang biru sesuai dengan induktor riak arus sebesar 133 persen dan bentuk gelombang hijau sesuai dengan riak arus induktor sebesar 7 persen.
Gambar 2. Riak arus induktor (merah), riak arus induktor kecil (biru), dan riak arus induktor besar (hijau) untuk rasio arus riak 30 persen pada beban nominal.
Gambar 3 menunjukkan rangkaian yang sama berjalan dengan beban nominal parsial sebagai arus keluaran (misalnya 1A). Pada riak arus induktor yang tinggi, seperti yang ditunjukkan oleh bentuk gelombang biru pada Gambar 3, induktor akan terisi penuh pada setiap siklus. Mode ini disebut mode konduksi diskontinyu (DCM). Dalam mode ini, stabilitas loop kontrol berubah dan dapat menghasilkan riak tegangan keluaran yang lebih tinggi.
Gambar 3. Riak arus induktor (merah), riak arus induktor kecil (biru) dan riak arus induktor besar (hijau) dengan rasio arus riak 30 persen pada beban parsial.
Jadi rasio arus riak tertentu perlu digunakan untuk menghindari DCM. kompromi yang baik diperoleh pada rasio riak arus sebesar 30 persen. Jika rasio arus riak rendah, sistem akan beroperasi dalam mode konduksi arus kontinu hampir sepanjang waktu, bahkan pada beban parsial. Jadi, dengan mengoptimalkan rangkaian, dimungkinkan untuk beroperasi dalam mode ini.
Apa yang terjadi jika saya memilih rasio arus riak yang terlalu tinggi?
Rasio arus riak di atas 30 persen menghasilkan ukuran induktor yang lebih kecil dan biaya yang lebih rendah. Namun, arus puncak jauh lebih tinggi, menghasilkan interferensi elektromagnetik (EMI) dalam jumlah besar, jauh lebih tinggi daripada yang dapat diterima oleh sirkuit biasa. Selain itu, untuk menggunakan mode konduksi kontinu (CCM), arus beban harus lebih tinggi lagi. Ini belum menjadi masalah, namun karakteristik pengoperasian berubah dalam mode ini dan ini harus diperhitungkan saat merancang rangkaian.
Selain itu, tegangan keluaran yang lebih tinggi dihasilkan dari riak arus induktor yang lebih rendah dibandingkan dengan riak arus induktor yang lebih rendah.
Apa yang terjadi jika saya memilih rasio arus riak yang terlalu rendah?
Rasio arus riak di bawah 30 persen menghasilkan ukuran induktor yang lebih besar dan biaya yang lebih tinggi. Karena ukuran perangkat penyimpan energi yang besar, respons transien beban akan lebih rendah. Misalnya, ketika arus beban tinggi terputus dengan cepat, daya yang disimpan dalam induktor harus ditransfer ke suatu tempat. Hal ini menyebabkan tegangan pada kapasitor keluaran (COUT) meningkat. Semakin banyak energi listrik pada induktor, semakin tinggi tegangan keluarannya. Tegangan berlebih dapat merusak sirkuit suplai.
Setelah mempertimbangkan keuntungan dan kerugian dari rasio riak arus induktor yang berbeda, kami menemukan bahwa untuk sebagian besar aplikasi, rasio riak arus sekitar 30 persen atau lebih lebih cocok. Namun, dalam beberapa kasus, ada kemungkinan untuk menyimpang dari hal ini, selama hasilnya dapat diterima.
Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., didirikan pada tahun 2010, adalah produsen profesional yang mengkhususkan diri dalam mesin pick and place SMT, oven reflow, mesin cetak stensil, lini produksi SMT dan Produk SMT lainnya.
Didirikan pada tahun 2010 dengan 100 lebih karyawan & 8000 lebih Sq.m. pabrik hak milik independen, untuk memastikan manajemen standar dan mencapai efek ekonomi paling besar serta menghemat biaya.
Memiliki pusat permesinan sendiri, perakit terampil, penguji, dan insinyur QC, untuk memastikan kemampuan yang kuat untuk pembuatan, kualitas, dan pengiriman mesin NeoDen.
40 lebih mitra global yang tersebar di Asia, Eropa, Amerika, Oseania, dan Afrika, berhasil melayani lebih dari 10.000 pengguna di seluruh dunia, untuk memastikan layanan lokal yang lebih baik dan lebih cepat serta respons yang cepat.