次の降圧レギュレータの正しいインダクタ値を選択するにはどうすればよいですか？

まず第一に、私は数学を少し吸います、そして、私はエレクトロニクスの天才ではないので、私がすることは楽しみと学習目的のためです...

私は、USB Vbus 5Vを3.3Vに変換するための降圧コンバーター回路に取り組んでいます。AP5100を選択しましたが、いくつかのコンポーネントの正しい値を把握するのは非常に困難です。

データシートは、6ページの表1のR1（49.9kΩ）とR2（16.2kΩ）の値をきちんと指定して、3.3Vの出力電圧を確立していますが、計算方法を理解しているため、列車のスマッシュが少し見つかりますL1インダクタのインダクタンス値。データシートは、2ページの3.3µHを示しています、図3：

3.3µHがどのように計算されたか、そしてこれが実際に私のアプリケーションにとって正しい値であるかどうかをよりよく理解したいと思っています。

データシートに戻ると、Lの計算式は次のように記述されています。

$$L = \frac{Vout \times (Vin - Vout)}{Vin \times \Delta IL \times fSW}$$

ここで、ΔILはインダクタのリップル電流、fSWは降圧コンバータのスイッチング周波数です。

データシートの状態：

インダクタのリップル電流は、最大負荷電流の30％になるように選択してください。最大インダクタピーク電流は、以下から計算されます。

$$IL(MAX) = ILOAD + \frac{\Delta IL}{2}$$

さて、これは私が恐ろしく失われた場所であり、私の小さな脳を価値に巻き込むために最善を尽くしています。

私は次のことを知っています：

• Vin = 5V（USB Vbus）
• Vout = 3.3V
• fSW = 1.4MHz
• I = 2.4A（私は思う）

インダクタ値に到達するために、ΔIL（リップル電流）をどのように決定しますか？

私の式は最終的にはこのように見えるはずですよね？

$$L = \frac{3.3V \times (5V - 3.3V)}{5V \times \Delta IL \times 1.4MHz}$$

しかし、ΔILとは何ですか？

また、降圧コンバーターは、Vinの入力範囲を許可するはずだと考えました。この場合、4.75Vから24Vですか？

以下は、Eagle CADで描く私の回路図です。

降圧レギュレータのインダクタ値の選択は、V =から直接得られます$\frac{\text{L di} }{\text{dt}}$

• $\frac{V \text{$\Delta $t}}{\text{$\Delta $I}}$

• $\text {$\Delta $I}$

$\text {$\Delta $I}$$\text {$\Delta $I}$

$V_{\text{in}}$$V_o$$\frac {V_o} {V_ {\text {in}}}$$V_{\text{in}}$$\frac{10 V_o}{I_o F_{\text{sw}}}$

Linear Techを見ているので、（Anindo Ghoshが指摘したように）CADサポートの使用も検討する必要があります。

降圧レギュレーション回路を設計するには、次のようなメーカーのWebサイトにあるさまざまな無料のオンライン電源設計ツールのいずれかから始めることをお勧めします。

• Fairchild Semiconductor：電源WebDesigner
• リニアテクノロジー：LTPowerCAD
• Texas Instruments：WeBench Power DesignerおよびSwitcherPro設計ツール

パラメーター（たとえば、許容可能なリップルを含む）をパラメーターとして提供することにより、ツールは通常、目的に合ったコントローラーのセットをリストに追加します。これは通常、既に決定されているコントローラーから開始し、サポートコンポーネントのデータシートに指定された値から逸脱しようとするよりも安全なアプローチです。

前述の無料の「パワーデザイナー」ツールの多くは、出力として完全な部品表を提供します。これには、通常、部品番号とともに必要なインダクタが含まれます。

一部（TI WeBenchなど）も推奨レイアウトと必要なボードスペースの見積もりを提供します。さらに、一部のツールでは、コンポーネント数、コスト、およびその他の設定のほか、設計パラメータとして必要なボードスペースを使用できます。

間違った値のインダクタを選択するとどうなるかを理解するのに役立つかもしれません。

小さすぎる値のインダクタを選択した場合、それを流れる電流は各スイッチング周期で大きく変化します。スイッチング期間中に電流が非常に大きくなり、インダクタを駆動する回路の電流能力を超える場合があります。この高リップル電流は、出力側のコンデンサにとっても好ましくありません。コンデンサのESR損失が大きくなるか、リップル電流がコンデンサの定格を超えて失敗します。

大きすぎる値のインダクタを選択すると、必要のない多くのインダクタの費用がかかります。コア付きのインダクタには飽和電流があります。これは、コアがそれ以上磁束をとることができない電流であり、インダクタはコアを備えたインダクタでなくなり、ほとんどワイヤになり始めます。特定のサイズと材料の特定のコアに対して、ワイヤの巻き数を増やすだけで、より高いインダクタンスのインダクタを作成できます。ただし、これらの各巻きはより多くの磁束に寄与するため、巻き数を増やすことにより、インダクタの飽和電流も減少します。これは、電流がインダクタの磁束に到達するためにワイヤの巻き数と乗算されるためです。 。したがって、同じ飽和電流でより高いインダクタンスが必要な場合は、物理的に大きなコアが必要です。

数学の説明は別の答えに任せます。私はそのようなことで最高ではありません。

インダクタ値に到達するために、ΔIL（リップル電流）をどのように決定しますか？

チップメーカーが提供する経験則を使用します（予想される最大DC出力電流の30％に等しい値を選択します）。また、8ページに「ほとんどのアプリケーションでは、最大負荷電流よりも少なくとも25％高いDC電流定格の1μHから10μHのインダクタが推奨されます」という注記があります。

I = 2.4A（私は思う）

ただし、予想される最大DC出力電流が不明なようです。

ウィキペディアから恥知らずに借りたこの波形を見てください：

下部にインダクタ電流が表示されます。ランプの大きさは次のように定義されます

$V_L = L \cdot \dfrac{\Delta I}{\Delta t}$

ランプのサイズによってインダクタを定義します。つまり、最大予想DC出力電流の30％の値を選択して（$I_{av}$波形で）。そのため、インダクタを選択する前に、予想される最大DC出力電流を知ることが重要です。

また、この部品には内部エラーアンプ補償があるため、出力LCフィルターに制約が生じることに注意してください（コンバーターの閉ループ周波数応答を測定する機器がない限り、インダクタンス範囲から逸脱しないでください）。