低边开关的最大电流和可输出的最大输出电流

时间： 2024-09-05 来源：ROHM（罗姆半导体集团公众号）

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本文关键要点

升压型DC-DC转换器的最大输出电流不仅仅取决于低边开关的电流容量。升压比、转换效率和电感纹波电流等因素会导致最大输出电流大大低于低边开关的电流容量。
在选择升压型DC-DC转换器时，需要根据所需的输出电流和升压比等使用条件来求出低边开关所需的开关电流值，然后再选择产品。
低边开关不仅“输入电流值”这个参数很重要，还需要具备支持流过电感纹波电流引起的电流波动峰值的能力。

低边开关的最大电流和可输出的最大输出电流
低边开关所需的最小开关电流容量探讨

首先来了解“低边开关的最大电流和可输出的最大输出电流”。

低边开关的最大电流和可输出的最大输出电流
电感和升压比对最大输出电流的影响
输入输出电压和器件常数对最大输出电流的影响

低边开关的最大电流和可输出的最大输出电流

对于降压型DC-DC转换器而言，低边开关的最大电流开关能力是非常重要的参数。例如，开关容量为1A的产品，需要能够承受高达1A的电感峰值电流。但是，这是输入端的电流驱动能力，升压后的最终输出电流取决于升压比和转换效率，会大幅下降。

升压型DC-DC转换器有多种控制方式，在本系列文章中，将介绍采用电流模式固定频率PWM控制方式、升压开关的最大电流由电流限制功能来决定的产品的最大输出电流。

低边开关所需的最小开关电流容量探讨

在选择升压型DC-DC转换器时，首先需要根据所需的输入电压、输出电压和输出电流规格来估算低边开关需要多大电流驱动能力。

假设从V_IN=3.3V升压并达到V_OUT=5V/I_OUT=1A，在这个条件下，根据输出要求得出输出功率P_OUT=V_OUT×I_OUT=5V×１A=５W。当效率η为90%时，输入功率P_IN＝P_OUT÷η＝５W÷0.9＝5.56W，输入电流I_IN＝P_IN÷V_IN=5.56W÷3.3V＝1.68A

*效率η会随着输入电压、输出电压、电流值、所用电感器等因素而变化。

升压型DC-DC转换器对该1.68A的直流输入电流进行开关，但输入电流IIN是根据电感纹波电流IRIPPLE而增减的电流平均值。

流过开关的峰值电流I_SWP是输入电流加上一半的电感纹波电流值后的电流。当电感纹波电流为最大输入电流的30%时，流过开关的峰值电流I_SWP为：

I_SWP=I_IN+0.5×I_RIPPLE=I_IN+0.5×30％×I_IN=1.15×I_IN=1.15×1.68A=1.93A

因此，需要选择可对2A左右电流进行开关的低边开关产品。

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