Limite maximale de la valeur d'inductance du convertisseur Buck

J'ai trouvé l'inductance minimale requise pour un convertisseur abaisseur en utilisant la formule suivante -

Nous prenons généralement 40% de tampon sur la valeur d'inductance minimale calculée (de sorte que l'inductance au courant nominal ne varie pas beaucoup et l'ondulation sera sous contrôle) et choisissons l'inductance.

Je pense que des valeurs d'inductance inférieures auront plus d'ondulation, une bonne réponse transitoire, car à mesure que la valeur d'inductance augmente, il y aura moins d'ondulation et moins de pression sur les condensateurs de sortie.

Y a-t-il une limite plus élevée sur la valeur de l'inductance pour un convertisseur abaisseur?

Mes exigences sont les suivantes:

• $V_{in}$ = 10,8 à 13,2 V, typique = 12 V
• $V_{out}$ = 0,9 V
• $I_{out}$ = 15A
• ondulation = 30%
• $V_{out}$ ondulation = 2,5%
• et les transitoires possibles peuvent se produire jusqu'à 10A / 2us.

J'ai vu dans WEBENCH de TI / National Instruments où la valeur maximale de l'inductance est spécifiée, mais je ne sais pas comment ils l'ont calculée.

Augmenter la valeur de l'inductance transformera tôt ou tard votre circuit en mode de conduction continue (CCM), où un courant continu constant circule à travers l'inductance, et le courant d'ondulation (la forme d'onde triangulaire) se superpose à ce courant continu de base.

Cela signifie que le courant de l'inductance dans ce mode ne descend jamais à zéro. L'énergie stockée dans l'inductance est en effet$\dfrac{LI^2}{2}$, cependant, seule une partie de cette énergie est transférée en cycle au consommateur: ${\dfrac{LI_{max}^2}{2}} - {\dfrac{LI_{min}^2}{2}} = \dfrac{L(I_{max}^2-I_{min}^2)}{2}$, le reste reste dans l'inducteur (de façon plus ou moins permanente). La quantité d'énergie utilisée par le consommateur sera la somme de l'énergie transférée par le stockage dans l'inductance et de l'énergie constamment transférée par le courant continu traversant l'inductance.

La quantité du courant d'ondulation maximal possible est déterminée par la valeur d'inductance, la fréquence de commutation, le rapport cyclique ON-OFF (qui correspond plus ou moins au rapport de tension de sortie à la tension d'entrée) et les tensions connectées à l'inductance (la tension d'entrée moins la tension de sortie en phase ON et la tension de sortie en phase OFF). L'augmentation de la valeur d'inductance diminue le courant d'ondulation maximum possible. Dès que le courant de sortie nécessaire est supérieur à la moitié du courant d'ondulation maximum possible, le fonctionnement se transforme en CCM.

Quels sont les inconvénients d'avoir une inductance plus importante?

• Plus de spires, donc une résistance CC plus élevée dans l'inductance, ce qui signifie des pertes de cuivre plus importantes, ou doit augmenter l'épaisseur du fil / le nombre de brins pour compenser cela, augmentant ainsi la taille et le coût de l'inductance.

• Ayant une inductance plus grande, la boucle de contrôle de rétroaction sera plus lente, ce qui signifie que l'alimentation sera moins flexible en s'adaptant aux charges changeant rapidement. Cela se manifestera probablement sous la forme de dépassements plus importants en réponse à un changement de charge d'un pas.

• Lors de l'utilisation d'un convertisseur abaisseur asynchrone, à l'état OFF, la diode à fonctionnement libre sera conductrice. Dans DCM, la diode n'est conductrice que tant que l'énergie stockée dans l'inductance est complètement éliminée. Dans CCM, la diode est conductrice pendant toute la phase OFF, car le courant d'inductance ne passe jamais à zéro. Cela signifie des pertes plus élevées sur la diode à fonctionnement libre - ce qui peut être un problème, surtout parce que les pertes sur le FET peuvent être réduites en utilisant un FET avec un R _dson inférieur , mais vous ne pouvez pas faire de même avec la diode. Plus le rapport tension de sortie / tension d'entrée est petit, plus ce problème pourrait être grave.