低邊開關(guān)所需的最小開關(guān)電流容量探討

本文關(guān)鍵要點(diǎn)

升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的最大輸出電流不僅僅取決于低邊開關(guān)的電流容量。升壓比、轉(zhuǎn)換效率和電感紋波電流等因素會(huì)導(dǎo)致最大輸出電流大大低于低邊開關(guān)的電流容量。

在選擇升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，需要根據(jù)所需的輸出電流和升壓比等使用條件來(lái)求出低邊開關(guān)所需的開關(guān)電流值，然后再選擇產(chǎn)品。

低邊開關(guān)不僅“輸入電流值”這個(gè)參數(shù)很重要，還需要具備支持流過電感紋波電流引起的電流波動(dòng)峰值的能力。

目錄

低邊開關(guān)的最大電流和可輸出的最大輸出電流

低邊開關(guān)所需的最小開關(guān)電流容量探討

首先來(lái)了解“低邊開關(guān)的最大電流和可輸出的最大輸出電流”。

低邊開關(guān)的最大電流和可輸出的最大輸出電流

電感和升壓比對(duì)最大輸出電流的影響

輸入輸出電壓和器件常數(shù)對(duì)最大輸出電流的影響

低邊開關(guān)的最大電流

和可輸出的最大輸出電流

對(duì)于降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器而言，低邊開關(guān)的最大電流開關(guān)能力是非常重要的參數(shù)。例如，開關(guān)容量為1A的產(chǎn)品，需要能夠承受高達(dá)1A的電感峰值電流。但是，這是輸入端的電流驅(qū)動(dòng)能力，升壓后的最終輸出電流取決于升壓比和轉(zhuǎn)換效率，會(huì)大幅下降。

升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器有多種控制方式，在本系列文章中，將介紹采用電流模式固定頻率PWM控制方式、升壓開關(guān)的最大電流由電流限制功能來(lái)決定的產(chǎn)品的最大輸出電流。

低邊開關(guān)所需的最小開關(guān)電流容量探討

在選擇升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，首先需要根據(jù)所需的輸入電壓、輸出電壓和輸出電流規(guī)格來(lái)估算低邊開關(guān)需要多大電流驅(qū)動(dòng)能力。

假設(shè)從VIN=3.3V升壓并達(dá)到VOUT=5V/IOUT=1A，在這個(gè)條件下，根據(jù)輸出要求得出輸出功率POUT=VOUT×IOUT=5V×１A=５W。當(dāng)效率η為90%時(shí)，輸入功率PIN＝POUT÷η＝５W÷0.9＝5.56W，輸入電流IIN＝PIN÷VIN=5.56W÷3.3V＝1.68A

*效率η會(huì)隨著輸入電壓、輸出電壓、電流值、所用電感器等因素而變化。

升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)該1.68A的直流輸入電流進(jìn)行開關(guān)，但輸入電流IIN是根據(jù)電感紋波電流IRIPPLE而增減的電流平均值。

流過開關(guān)的峰值電流ISWP是輸入電流加上一半的電感紋波電流值后的電流。當(dāng)電感紋波電流為最大輸入電流的30%時(shí)，流過開關(guān)的峰值電流ISWP為：

ISWP=IIN+0.5×IRIPPLE=IIN+0.5×30％×IIN=1.15×IIN=1.15×1.68A=1.93A

因此，需要選擇可對(duì)2A左右電流進(jìn)行開關(guān)的低邊開關(guān)產(chǎn)品。