在DC/DC转换器的设计上,电感和电容器的选择特別重要,必须充分理解电路工作、电流路径、各器件担负什么工作或任务,才能选择合适的电感和电容。本文从思考步骤、计算公式、实例上给出了如何为降压型DC/DC转换器选择合适的电感和电容。
电感的选择
电感的选定步骤
1)计算必要的电感值L2)计算流向电感的最大电流(输出电流+1/2纹波电流)3)根据已计算的L值(或近似)选择已计算电感饱和电流的最大电流以上的电感
(注意:在短路或瞬态状态下计算出可能会流出的最大值以上的电流,因此有以最大开关电流为基础来选择的方法)
1)电感值的计算
首先,根据以下公式计算电感值。

2)电感最大电流的计算
接着,根据以下公式计算电感的最大电流。

根据已计算的电感值和电感的最大电流选择近似的电感值且饱和电流在最大电流以上的电感。以下为选择例。
电感的选定实例
条件:VIN = 12V 、VOUT = 3.3V、IOUT = 2A、r = 0.3、f SW = 380kHz

使电感值变化的电感电流
电容的选择
首先,为了理解输入电容器和输出电容器的作用,先来重温一下降压型DC/DC转换器的电流的流向。通过理解流向各种电容器的不同电流性质,可以清楚明白应选择哪种电容器。
输出电容器的选定
1)额定电压2)额定纹波电流3)ESR(等效串联电阻)

输出纹波电压是通过上图的电感电流IL纹波ΔIL和输出电容器的容值、ESR、ESL所产生的电压合成波形。
通过开关所产生的电感电流纹波ΔIL将产生与ESR成单纯正比的纹波电压,有些ESL则会产生方形波电压,与电容值部分合成,最下方波形成为最终的输出纹波电压波形。
输出纹波电压如果要变小的话,须降低ESR,增加输出电容器,提高开关频率,使IL在必要最低限。
输入电容的选择
1)额定电压2)额定纹波电流及纹波发热特性3)使用陶瓷电容器时:温度特性和DC偏置特性
・额定电压必须比最大输入电压高。・额定纹波电流必须比IC输入所发生的最大输入纹波电流大。・降压转换器中,瞬间输入电流的最大值与输出电流相同。

基本上,必须根据这些信息选择输入电容器,不过试作评估时也有必要确认掺入纹波的输入电压没有超过耐压、没有因纹波电流而产生无法承受的发热等。