一、理论公式在 BUCK DCDC 中的应用
1.1 电感公式与实际应用的对应关系
电感基本公式由法拉第电磁感应定律推导而来:
v = L · di/dt ==> di = v · dt / L(1-1)
公式(1-1)中各参数与 BUCK DCDC 实际电路的对应关系如下:
| 公式参数 | 物理含义 | BUCK DCDC 实际对应 |
|---|---|---|
| v | 电感两端电压 | 上管导通期间 = Vin − Vout |
| L | 电感感值 | 功率电感标称感值 |
| di | 电感电流变化量 | 电感电流峰峰值 ΔI |
| dt | 产生电流变化的时间 | 上管道通时间 t_on = D / f_sw |
下图为 BUCK DCDC 实际电路中 SW 引脚开关电压(绿色)与电感电流(黄色)的实测波形,可直观对照上述参数定义:
BUCK DCDC SW 引脚电压(绿)、电感电流(黄)波形
1.2 电感电流峰峰值的理论计算与实测对比
在 BUCK DCDC 应用中,公式(1-1)可变化为峰峰值计算公式:
ΔI = (Vin − Vout) × t_on / L = (Vin − Vout) × Vout / (Vin × f_sw × L)(1-2)
以典型工况(Vin=5V, Vout=3.3V, f=1MHz, L=2.2uH)为例:
实测电感电流波形:pkpk(C1) = 480mA
偏差原因:测量线圈引入的寄生感值
测试过程中,为了测量电感电流,在电感上串接了一个长 65mm、直径 0.5mm 的线圈。该线圈引入的感值约为0.07uH。
将该因素(等效 L = 2.2 + 0.07 = 2.27uH)加入后重新计算:
修正后理论计算:490 mA
实测值:480 mA
结论:加入测量线圈的寄生感值后,理论计算(490mA)与实测(480mA)基本吻合。30mA 的偏差主要来自测量回路引入的额外电感。
考虑 0.07uH 寄生感值后的计算
实测电感电流波形