Límite máximo en el valor de inductancia del convertidor Buck

Encontré el inductor mínimo requerido para un convertidor de dinero usando la siguiente fórmula:

Por lo general, tomamos un 40% de amortiguación en el valor de inductancia mínimo calculado (de modo que la inductancia a la corriente nominal no variará mucho y la ondulación estará bajo control) y elegimos el inductor.

Creo que los valores más bajos del inductor tendrán más ondulación, buena respuesta transitoria, a medida que aumente el valor del inductor habrá menos ondulación y menos presión en los condensadores de salida.

¿Hay algún límite más alto en el valor del inductor para un convertidor reductor?

Mis requisitos son los siguientes:

• $V_{in}$ = 10.8 a 13.2V, típico = 12V
• $V_{out}$ = 0.9V
• $I_{out}$ = 15A
• ondulación = 30%
• $V_{out}$ ondulación = 2.5%
• y posibles transitorios pueden ocurrir hasta 10A / 2us.

He visto en WEBENCH de TI / National Instruments donde se especifica el valor máximo del inductor, pero no estoy seguro de cómo lo han calculado.

Al aumentar el valor del inductor, tarde o temprano su circuito pasará al modo de conducción continua (CCM), donde hay una corriente continua de CC que fluye a través del inductor, y la corriente de ondulación (la forma de onda del triángulo) se superpone a esta corriente de CC de base.

Esto significa que la corriente del inductor en este modo nunca baja a cero. La energía almacenada en el inductor es de hecho$\dfrac{LI^2}{2}$Sin embargo, solo una parte de esta energía se transfiere en un ciclo al consumidor: ${\dfrac{LI_{max}^2}{2}} - {\dfrac{LI_{min}^2}{2}} = \dfrac{L(I_{max}^2-I_{min}^2)}{2}$, el resto permanece en el inductor (más o menos permanentemente). La cantidad de energía utilizada por el consumidor será la suma de la energía transferida a través del almacenamiento en el inductor, y la energía constantemente transferida por la corriente continua que fluye a través del inductor.

La cantidad de la corriente de ondulación máxima posible está determinada por el valor de inductancia, la frecuencia de conmutación, la relación de trabajo ON-OFF (que es más o menos igual a la relación de voltaje de salida a entrada) y los voltajes conectados al inductor (el voltaje de entrada menos el voltaje de salida en la fase ON y el voltaje de salida en la fase OFF). El aumento del valor de inductancia disminuye la corriente de ondulación máxima posible. Tan pronto como la corriente de salida necesaria sea más de la mitad de la corriente de ondulación máxima posible, la operación se convertirá en CCM.

¿Qué desventajas hay para tener una inductancia mayor?

• Más vueltas, por lo tanto, mayor resistencia de CC en el inductor, lo que significa mayores pérdidas de cobre, o tener que aumentar el grosor del cable / número de hilos para compensar esto, lo que aumenta el tamaño y el costo del inductor.

• Al tener una inductancia mayor, el circuito de control de retroalimentación será más lento, lo que significa que la fuente de alimentación será menos flexible y se adaptará a las cargas que cambian rápidamente. Esto probablemente se mostrará como sobreimpulsos más grandes en respuesta a un cambio de carga por unidad de paso.

• Cuando se utiliza un convertidor reductor asíncrono, en estado APAGADO, el diodo de funcionamiento libre estará conduciendo. En DCM, el diodo se conduce solo mientras la energía almacenada en el inductor se elimine por completo. En CCM, el diodo se conduce durante toda la fase OFF, ya que la corriente del inductor nunca llega a cero. Esto significa mayores pérdidas en el diodo de funcionamiento libre, lo que puede ser un problema, especialmente porque las pérdidas en el FET se pueden disminuir al usar un FET con una R _dson más _baja , pero no puede hacer lo mismo con el diodo. Cuanto menor sea la relación de voltaje de salida a entrada, más grave podría ser este problema.