Valores nominales de corriente del inductor reductor

Cuando el interruptor superior está encendido, el inductor tiene un voltaje constante$E$a través de él, por lo que su corriente aumentará linealmente con el tiempo de acuerdo con$di/dt = E/L$, lo que da como resultado la forma de onda de corriente del inductor triangular habitual.

Cuando el material del núcleo se acerca a la saturación, la inductancia disminuye, lo que significa$di/dt$aumenta Esto da como resultado una forma de onda actual que ya no es triangular, sino "puntiaguda". Una vez que se alcanza la saturación, la corriente "se escapa" rápidamente. La saturación es visible en la toma de alcance de este artículo :

Esta es una situación que desea evitar en el uso normal de su corriente de carga nominal, ya que aumentará las pérdidas. Sin embargo, como notó, tiene que hacer un compromiso. Aunque durante el uso normal, la corriente del inductor alcanzará un máximo de 2,5 A, lo que significa que sería adecuado un inductor pequeño que se sature por encima de esta corriente, la corriente puede aumentar mucho más en caso de un cortocircuito en la salida, o durante el arranque si la carga tiene muchos capacitancia y la rampa de arranque suave es demasiado rápida.

En este caso, el chip DC-DC alcanzará su límite de corriente interno, pero una vez que se exceda este límite, se necesita cierto tiempo para apagar el FET. Dado que el inductor saturado tiene una inductancia mucho más baja, la corriente aumenta mucho más rápido que un cálculo basado en el valor del inductor original, por lo que en el momento en que se apaga el FET, la corriente puede haber alcanzado niveles inseguros.

Si el FET superior falla en cortocircuito, el voltaje de entrada se conectará a la salida, por lo que el resto de la placa sufrirá una sobretensión y se freirá. A menos que el FET inferior también falle en cortocircuito, en cuyo caso el chip cortará el suministro y probará su limitación actual.

Afortunadamente (consulte el párrafo 4.14 en la hoja de datos), este chip en particular tiene una protección inteligente que dormirá durante 1 ms después de 8 ciclos activando la detección de sobrecorriente, y si esto continúa, eventualmente se apagará. Por lo tanto, no tiene que sobrediseñar para evitar el sobrecalentamiento en un corto continuo, todo lo que tiene que hacer es evitar destruir el FET después de 8 ciclos.

La saturación no es un fenómeno ON/OFF, sino un fenómeno gradual. Algunos materiales del núcleo tienen un codo suave en la curva de inductancia frente a corriente, y otros tienen un codo más duro. Entonces, dado que desea un inductor pequeño, elegiría uno que comience a saturarse un poco por debajo del límite de sobrecorriente (digamos, 4A) pero que aún mantenga al menos algo de inductancia hasta 7A. Tal vez una saturación suave , aunque nunca las he usado.

Otra opción es reducir el límite de corriente o elegir un chip que tenga un límite de corriente ajustable.

@peufeu te dio la respuesta larga (y es buena), pero ya lo había pensado así que aquí está:

La respuesta corta es que no dañará el inductor, pero podría dañar el chip.

La cosecha actual de convertidores reductores limita la corriente internamente y, durante el arranque, impulsarán el inductor hasta el límite de corriente del chip. Pero responden a una velocidad finita.

Llevar el inductor a la saturación significa que la inductancia efectiva disminuye, la corriente aumenta más rápido de lo que espera el chip y, como consecuencia, es posible que el chip no tenga tiempo de apagar su FET antes de que se sobrecargue.

Mordería la bala y encontraría un chip con una corriente máxima más baja, o usaría un inductor cuya corriente de saturación al menos apenas alcanza la corriente máxima del chip.