Efecto de la corriente de salida en la selección del valor del inductor para SMPS

Esta es una fórmula bastante común utilizada para calcular cuál debería ser el valor del inductor de salida. Hay algunas consideraciones de diseño que intervienen en la elección de un valor de inductor.

• Tamaño
• Costo
• Corriente de ondulación de salida (por lo que está operando en CCM durante la operación nominal).
• Tensión de ondulación de salida.

El inductor controla la corriente de ondulación de salida del convertidor. Cuanto mayor sea el valor de la inductancia, menor será la ondulación. Si la amplitud de ondulación es mayor que la corriente de salida, su convertidor operará en modo de conducción discontinua (DCM) para tratar de mantener el voltaje de salida, pero esto afectará la estabilidad y eficiencia del convertidor. En la mayoría de las aplicaciones desea evitar esto.

Es una práctica común elegir que la corriente de ondulación sea alrededor del 10-40% de la corriente de salida de CC máxima. De esta manera, normalmente no usa un inductor más grande de lo que necesita, pero generalmente estará operando en modo de conducción continua (CCM). Una vez que tenga este valor, es una buena idea volver a ejecutar el cálculo con$I_O$como su corriente operativa mínima esperada y asegúrese de que la relación de corriente de ondulación de salida sea inferior al 200%. De esa manera, se asegura de permanecer en CCM durante la operación.

Otra razón para tener un inductor más grande es porque reduce el voltaje de ondulación de salida. Sus capacitores de salida también afectan esto, por lo que generalmente hay una compensación entre el tamaño del capacitor y el tamaño del inductor para encontrar un buen equilibrio para obtener el voltaje de ondulación de salida dentro de las especificaciones.

Para su caso, probablemente elegiría el inductor más pequeño que pueda mantener el convertidor en CCM en la mayoría de los casos operativos y luego elegiría condensadores para reducir la ondulación de salida a donde desee y mantener la salida estable. Una vez que tenga un buen valor, puede elegir un inductor que tenga una resistencia de CC razonable y asegurarse de que la corriente de saturación máxima sea mayor que la corriente de salida de CC máxima más la amplitud de ondulación de la corriente de salida.

También simularía el diseño una vez que terminara para verificar que se comportará de la manera que espero. Puede usar el simulador gratuito TINA-TI Spice para simular las partes de TI.

Io*LIR es básicamente la corriente de ondulación en el inductor. Es razonable tener este 30 % de la corriente de carga máxima, pero las consideraciones de eficiencia o costo pueden optimizarse con un valor diferente.

Al igual que con muchos cálculos electrónicos, un factor de seguridad significativo o un parámetro de sobrediseño da margen para un rendimiento inesperado u otros requisitos.

Por eso usan 2 A para una pieza de 1,7 A. Si sabe que su corriente es máx. 1.2 A, puede usar una L diferente; esto tendrá un pequeño efecto en la eficiencia de su DCDC, así como en la calidad de la salida (ondulación y respuesta a los pasos de carga).

Un valor más bajo de inductor puede tener una eficiencia ligeramente menor (pero eso depende del equilibrio entre las pérdidas del inductor y del IC).

Tenga en cuenta que la siguiente línea en esa hoja de datos tiene un cálculo incorrecto para deltaIL: no se divide por I0, sino por L.