DC/DC 转换器研究指南-连载4
发布时间：2023.03.23
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7. 线圈的选择
开关频率不同的话，最佳 L 值也不同，因为线圈的电流与 FET 的 ON 时间成正比，与 L 值成反比。线圈引起的损失表现为线圈的绕线电阻RDC 、铁氧体磁心产生的损失等的合计值。不过对于 2MHz左右的开关频率，可以认为线圈的大部分损失是RDC 引起的损失，首先应选择RDC小的线圈。但是为了减小RDC 而选择L值过小的线圈的话，在FET为ON的时间内电流值过大，FET、SBD、线圈产生的热损失变大，效率下降。而且，因电流增加，纹波也增大。
相反，L值过大的话，RDC变大， 不仅重负载时的效率变差， 而且铁氧体磁心发生磁饱和，L值急速减少， 这样就不能发挥出线圈的性能， 陷入电流过大引起发热的危险状态。因而，为了在L值大的线圈流经大电流，形状上必须有一定程度的大小，以避免磁饱和。
综上所述，从相对于开关频率的外形尺寸和效率两个方面来考虑的话，适当的 L 值已被限定。表 5 所示为各开关频率值的标准 L 值。
图 12、图 13 所示是图 14 所示的 XC9104D093（升压）电路只变更了 L 值后效率和纹波如何变化的实例。
开关频率不同的话，最佳 L 值也不同，因为线圈的电流与 FET 的 ON 时间成正比，与 L 值成反比。线圈引起的损失表现为线圈的绕线电阻RDC 、铁氧体磁心产生的损失等的合计值。不过对于 2MHz左右的开关频率，可以认为线圈的大部分损失是RDC 引起的损失，首先应选择RDC小的线圈。但是为了减小RDC 而选择L值过小的线圈的话，在FET为ON的时间内电流值过大，FET、SBD、线圈产生的热损失变大，效率下降。而且，因电流增加，纹波也增大。
相反，L值过大的话，RDC变大， 不仅重负载时的效率变差， 而且铁氧体磁心发生磁饱和，L值急速减少， 这样就不能发挥出线圈的性能， 陷入电流过大引起发热的危险状态。因而，为了在L值大的线圈流经大电流，形状上必须有一定程度的大小，以避免磁饱和。
综上所述，从相对于开关频率的外形尺寸和效率两个方面来考虑的话，适当的 L 值已被限定。表 5 所示为各开关频率值的标准 L 值。
图 12、图 13 所示是图 14 所示的 XC9104D093（升压）电路只变更了 L 值后效率和纹波如何变化的实例。
同样，图 15、图 16 所示是图 17 所示的 XC9220A093（降压）电路的效率和纹波的实例。
两个实例都是线圈结构相同时，增大 L 值则最大输出电流值减少，轻负载时的效率增大，纹波减少。由此可知选择与输出电流相适应的 L 值是非常重要的。
8. SBD 的选择
有关绝对最大额定值，根据与FET同样的理由，应选择相对于使用条件的 1.5 倍～2 倍左右的产品。SBD的损失为正向热损失VF×IF和反向漏电流IR引起的热损失的合计值。因此，选择VF、IR都小的产品比较理想。但是，VF与IR成反比关系，一般要视负载电流而选用。VF在重负载时大，考虑到IR与负载无关为一定的值，所以轻负载时选择IR小的产品对提高效率的效果较好，重负载时选择VF小的产品效果较好。将上面的内容归纳于下面的表 6 中。
图 18 所示是图 19 所示的XC9220A093 电路中只用表 7 所示的SBD变更时的效率变化。可知与XBS203V17 相比，XBS204S17 因VF大IR小，轻负载时的效率好，重负载时的效率差。
以上内容来自特瑞仕半导体株式会社 ！连载中...
图 18 所示是图 19 所示的XC9220A093 电路中只用表 7 所示的SBD变更时的效率变化。可知与XBS203V17 相比，XBS204S17 因VF大IR小，轻负载时的效率好，重负载时的效率差。
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