在上一篇《DC/DC 轉換器電路設計與開發 — 類型與工作原理》中，我們介紹了 DC/DC 轉換器的類型以及降壓型 DC/DC 轉換器和升壓型 DC/DC轉換器的工作原理。本文將為大家分享 DC/DC 轉換器選型的三個要點，以及電感器選型的計算方法。

DC/DC 轉換器選型案例

在 DC/DC 轉換器選型上，根據器件的參數規格預留裕量是非常重要的。以下通過一個降壓型 DC/DC 轉換器選型的實際案例進行說明，選擇器件為 LTC1877：

規格要求

輸入電壓：6V

輸出電壓：3V

負載電流：560mA

LTC1877 規格

輸入電壓范圍：2.65V~10V

輸出電壓范圍：0.8V~10V

最大輸出電流：約 750mA (Vin=6V，Vout=3.3V)

然而當我們實際搭建電路時，發現后級電機轉速過慢。經過排查發現，電機的負載電流比預期的要大 (瞬時電流超過 1A），導致 LTC1877 供電不足，最終不得不重新選型并返工。吸取教訓后，我們改用 LT1765，它能夠實現 3A 輸出和裕量，并確認電機可以安全地高速旋轉。從中可以看到，在選型時預留裕量的重要性。

選型時的三大關鍵點

輸入/輸出電壓、最大輸出電流

在選擇 DC/DC 轉換器時，需要確認輸入和輸出電壓以及最大輸出電流，并選擇符合規格的 IC，可以優先考慮支持三個參數計一起設置和使用的設備。例如，通過如下圖 (圖1) 所示的 ADI 官網篩選工具，可以通過設置每個值快速篩選出符合參數的器件。

圖1 ADI 產品搜索頁面

但需注意，輸出電流會隨輸入/輸出電壓變化，如下圖 (圖2) 所示，因此必須結合數據手冊中的特性圖表進行詳細驗證。除此以外，雖然這是一項簡單的檢查，但在進行實際研究時，有必要閱讀數據表并確認特性。特別是需要密切關注輸出電流，因為輸出電流值會根據同一 IC 的輸入和輸出的電壓值而變化。下圖 (圖2) 顯示了 LTC1877 的輸入電壓和輸出電流之間的關系，數據表通常也包含這樣的圖表信息，大家在選型時可根據需要查閱參考。

圖2 LTC1877 輸入電流和輸出電壓關系曲線圖

最大占空比

電壓也可在數據表中檢查，但需要注意占空比。降壓型 DC/DC 轉換器的占空比可以表示為 Vout/Vin，最大占空比由 IC 決定。占空比 (D=Vout/Vin) 直接影響輸出電壓上限。

例如，某降壓型 DC/DC 轉換器最大占空比為 80%、輸入電壓為 5V，其無法輸出高于 4V的電壓。換句話說，即使輸入和輸出電壓在規格范圍內，在某些條件下也可能無法使用它們，需確認占空比限制。

封裝

封裝類型也是選型的關鍵。即使選用器件在性能方面符合規范，如果封裝不適合實際組裝，也不能使用。由于本次實踐目標是將其安裝在通用板上，因此選擇了一個外部有電極的 SOP 封裝 IC，并通過 DIP 轉換板焊接 (QFN 等背面電極封裝難以手工焊接）。因此，在選擇 IC 時，不僅需要檢查性能，還需要檢查封裝類型。另外，由于內置開關元件的 DC/DC 轉換器會從設備本身產生熱量，因此還需要考慮熱阻值。

圖3 封裝類型: (a) SOP、(b) QFN、(c) DIP 轉換板

電感器選擇

選好 DC/DC 轉換器后，還需選擇外圍元件。FET 的選擇對于控制器型 IC 非常重要，由于本次選用的是內置 FET 的 IC，因此略過此部分。在其他外圍元件中，電感器對 DC/DC 轉換器性能影響顯著，以下重點介紹如何選擇電感器。為了選擇電感器，需要計算所需的電感值。降壓型 DC/DC 轉換器的電感值可通過以下公式計算：

圖4 電感值計算公式

其中：FSW= 開關頻率；ΔIL = 電感紋波電流。從這個公式可以看出，當允許大紋波電流 ΔIL 時，可以使用一個小電感器。 但是，如下式所示，隨著 ΔIL 的增加，紋波電壓也會增加。

ΔVout = ESRxΔIL

其中，ESR 為輸出電容器的等效串聯電阻。通常將 ΔIL 設置為最大輸出電流的 40% 左右，以計算所需的電感值，但也需結合數據手冊中的信息進一步確認。另外，在選擇電感器時，不僅要注意電感值，還需要注意電感器的額定電流，確保其滿足實際需求。

總結

本文通過一個選型失敗的案例，為大家總結了 DC/DC 轉換器選型的三大關鍵——輸入/輸出參數驗證、最大占空比及封裝，并詳解了電感器選型的計算方法。雖然在實際選型中需考慮更多因素，但希望上述經驗能對大家有所幫助。下一篇文章將為大家介紹電路板設計的內容。