淺談DC/DC轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)表中的電流限制規(guī)格

DC / DC轉(zhuǎn)換器的電流限制規(guī)格有時(shí)會(huì)讓不熟悉此類型調(diào)壓器的設(shè)計(jì)師感到困惑。此系列博文包括兩部分，我希望此內(nèi)容能幫您消除一些困惑。

首先，DC / DC轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)表中的電流限制規(guī)格與低壓差穩(wěn)壓器（LDO）的規(guī)格并非代指同一內(nèi)容。對(duì)于一個(gè)LDO，電流限制值是當(dāng)調(diào)壓器處于過(guò)載或短路條件時(shí)，該裝置提供給輸出的最大電流。對(duì)于降壓轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)表將在電感電流的峰值或谷指定限制。然而，正是平均電感電流代表降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電流。方程1和2將電感電流限制轉(zhuǎn)化為最大輸出電流：

作為一個(gè)示例，讓我們將LMR16030從24V輸入轉(zhuǎn)換為5V輸出。如圖1所示，數(shù)據(jù)表中給定的最小峰值電流限制為3.8A。

圖1：LMR16030電流限制規(guī)格

使用公式1，將數(shù)據(jù)表選擇的電感器作為示例，您可得到：

注意，這是一個(gè)“3A”調(diào)壓器，但在這些條件下，您可得到多于3A的負(fù)載電流。

取LM43601作為另一個(gè)示例。如圖2所示，數(shù)據(jù)表指定2.45A的典型峰值電流限制和1.1A的典型谷電流限制。

圖2：LM43601電流限制規(guī)格

使用方程1和2，您可得到：

在這些條件下，您會(huì)取1.58A的較低值作為此設(shè)備的最大輸出電流。

前述計(jì)算代表轉(zhuǎn)換器超載及輸出失調(diào)之前的最大輸出電流。對(duì)于輸出短路的更苛刻條件，大多數(shù)調(diào)壓器將會(huì)大大減少輸出電流。這種“折回”模式有助于防止轉(zhuǎn)換器過(guò)熱，并防止功率級(jí)部件受損。

了解升壓轉(zhuǎn)換器的第一件事是，平均電感電流并不等于輸出電流，后者處于降壓轉(zhuǎn)換器中。升壓調(diào)節(jié)器仍將控制電感電流，但是代表轉(zhuǎn)換器的輸入電流，而非輸出電流。由此，升壓轉(zhuǎn)換器通常指定具有最大MOSFET電流，而非最大的輸出電流。

作為一個(gè)示例，LMR62421被稱為“2.1A升壓電壓調(diào)節(jié)器”。這是指MOSFET開關(guān)電流，而非輸出電流。您可以使用公式1估計(jì)升壓轉(zhuǎn)換器的最大輸出電流：

首先，你需要通過(guò)查看數(shù)據(jù)表中的效率曲線，并找到一個(gè)接近您的應(yīng)用所需的條件來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)換器的效率，η。讓我們以LMR62421數(shù)據(jù)表為例，當(dāng)從5V轉(zhuǎn)換時(shí)至12V時(shí)，使用數(shù)據(jù)表中信息找到最大輸出電流（圖1）。

圖1：LMR62421數(shù)據(jù)表摘錄

通過(guò)圖1數(shù)據(jù)和我們的輸入和輸出條件獲得等式1，我們可以計(jì)算出最大輸出電流：

這看起來(lái)是否像是錯(cuò)誤的結(jié)果？它是否真的是講您只能從“2.1A”升壓轉(zhuǎn)換器獲得0.73A？是的——這與您使用哪類升壓轉(zhuǎn)換器并沒(méi)有什么區(qū)別。

這一結(jié)果不難理解。對(duì)于任何DC/DC轉(zhuǎn)換器，輸入和輸出功率將幾乎相等。若輸出電壓高于輸入電壓，則輸入電流必須高于輸出電流，通過(guò)VOUT/VIN比例，給予兩側(cè)相等的功率。由于MOSFET觀察到輸入電流，其額定值必須比所需的輸出電流大得多。雖然考慮到轉(zhuǎn)換器的效率，但從數(shù)學(xué)角度講，等式1說(shuō)的是同一事情。

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編輯：hfy