LED驱动电源电感的选择

    通常,白光LED驱动器都属于开关电源器件,其开关频率都在l MHz左右,因此在驱动器的典型应用中不会产生入耳能听得见的噪声。但是,当驱动器进行开关调节时,如果PWM信号的频率正好落在200 Hz~20 kHz之间,则白光LED驱动器周围的电感和输出电容就会产生人耳能听得见的噪声。所以,设计时要避免使用20 kHz以下的低频段。

    众所周知,一个低频的开关信号作用于普通的绕线电感,会使电感中的线圈之间互相产生机械振动,若该振动的频率正好落在上述频率,则电感发出的噪声就能被人耳听见。电感产生了一部分噪声,另一部分来自输出电容。质量不好、绕制松散的电感器件也会有噪声;未屏蔽的电感在金属外壳安装时会发生线路振荡频率改变,从而产生噪声,这时需要将电感屏蔽;另外,当被屏蔽干扰信号的波长正好与金属机壳的某个尺寸接近时,金属机壳很容易变成一个大谐振腔,即电磁波会在金属机壳内来回反射,并互相叠加。

    在参考设计范围内选择电感值,通常是根据经验值,选择合适的电感值,主要需要考虑的条件是:线路工作在合适的频率范围、合适的开关频率,减少MOS开关次数,减少MOS发热量,避免与PCB线路同频干扰;选择合适的电感内阻,内阻是电感发热的主要因素,从而提高线路效率;选择合适的电流值,有时体积和成本是制约电感电流值的主要因素,但是还是要大于峰值电流的2倍(通常在65 010),就算在板级空间十分珍贵的情况下也要保证30 010的预留空间余量,这样可以有效地减小内阻,减小发热量;应用中采用一只体积相对较大的电感器可以获得3 010~40/0的效率提升。

    为了获得最佳的效率,应选择一个能够在不引起饱和的情况下处理必需的峰值电流的电感器(铁氧体磁芯),确保该电感有低的铜线电阻( DCR),以便减小I2R功率损耗。电感铜线绝缘层不能耐受1600C或长时间高温环境,表面贴片技术(SMT)有时也会有影响,会使得电感值发生严重变化,要仔细了解供应商产品的温度忍耐限度要求。

    EMC电感选择:EMC电感用在输入和输出过滤器可以用来减少传导干扰,用于低于EMC标准的限制设计。所有的电感器都需要铁粉磁芯而非铁氧体,在它饱和前,可以处理更大的电流,需要依据负载选择合适的电流值。

    制作滤波电感,选用何种磁芯材料,除了必须注意防止磁芯饱和问题外,还必须考虑磁芯的恒磁导特性。在设计中,有些设计人员往往只注意电感量的指标,选择磁导率高的材料,以减少线圈的匝数,而对于电感额定电流较大时,电感量是否减小,减小到什么程度,会不会达到饱和,考虑较少。这是应该注意和避免的。

    由于铁粉芯具有饱和磁通密度高,恒磁导特性好,价格便宜等优点得到了广泛应用。


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