DC/DC Converter 인덕터 선정 방법

DC/DC 컨버터는 많이 사용해왔지만 인덕터 값을 어떻게 사용하는지 관심이 없었다. 반성한다. 전압 출력을 결정하는 저항값에만 관심이 있었지....

TI(Texas Instrument)사에서 대부분의 DC/DC 컨버터는 입출력 및 전류값을 넣어주면 회로 설계를 다 해준다. Tina 라는 회로 Simulation Tool도 제공한다. 아날로그 회로 설계할 때 덕분에 수월하게 진행하기도 했다. 그래서 TI를 사랑한다. TI도 자기 IC 팔기 위해서는 어쩔수 없나보다. 그래도 사랑한다.

DC/DC 출력부에 충전되는 용도의 Inductor가 있다. (나중에 정리해 보자 - https://techweb.rohm.co.kr/knowledge/dcdc/s-dcdc/02-s-dcdc/90)

 

이 Inuductor를 선정하는 방법에 대해 정리하려고 한다.

TPS54335A Simplified Schematic

$$ L = \frac{ (V_{in} - V_{out} ) \times V_{out}    }{ V_{in}\times f_{sw} \times r \times I_{out}} [H]$$

$$ r = \frac{\delta I_{L} } {I_{out}} $$ 
r은 출력 전류 리플비 (TPS54335A에서는 $K_{IND}$ 로 되어 있다) 보통 0.2에서 0.4로 계산한다.

아래의 조건일때 직접 계산을 해보자.

$$V_{in} = 5V,\: \: \: \: \:  V_{out} = 2.5V,\: \: \: \: \:  I_{out} = 3A,\: \: \: \: \:  f_{sw} = 340KHz,\: \: \: \: \:  r=0.3 $$

위 조건일때 계산해 보면 대략 4.08μH가 나온다. TI에서 제공해주는 Simulation 회로를 보면 위 조건일때 Inductor 의 크기를 4.7μH를 선정 하였다. 대략적으로 비슷한 값이 나온다.

TI WEBENCH® Power Designer로 Simulation 한 결과