Limite máximo no valor da indutância do conversor Buck

Encontrei o indutor mínimo necessário para um conversor buck usando a seguinte fórmula -

Usualmente tomamos 40% de buffer no valor mínimo calculado da indutância (para que a indutância na corrente nominal não varie muito e a ondulação esteja sob controle) e escolhemos o indutor.

Penso que valores mais baixos do indutor terão mais ondulação, boa resposta transitória, à medida que o valor do indutor aumenta, haverá menos ondulação e menos pressão nos capacitores de saída.

Existe algum limite mais alto no valor do indutor para um conversor buck?

Meus requisitos são os seguintes:

• $V_{in}$ = 10,8 a 13,2V, típico = 12V
• $V_{out}$ = 0,9V
• $I_{out}$ = 15A
• ondulação = 30%
• $V_{out}$ ondulação = 2,5%
• e possíveis transitórios podem ocorrer até 10A / 2us.

Vi no WEBENCH da TI / National Instruments onde o valor máximo do indutor é especificado, mas não sei como eles o calcularam.

Aumentar o valor do indutor, mais cedo ou mais tarde, transformará seu circuito no Modo de Condução Contínua (CCM), onde há uma corrente contínua de corrente contínua fluindo através do indutor, e a corrente de ondulação (a forma de onda triangular) sendo sobreposta nessa corrente contínua de base.

Isso significa que a corrente do indutor nesse modo nunca desce para zero. A energia armazenada no indutor é de fato , no entanto, apenas uma parte dessa energia é transferida em um ciclo para o consumidor: , o restante permanece no indutor (mais ou menos permanentemente). A quantidade de energia usada pelo consumidor será a soma da energia transferida através do armazenamento no indutor, e a energia sendo constantemente transferida pela corrente contínua que flui através do indutor.$\dfrac{LI^2}{2}$${\dfrac{LI_{max}^2}{2}} - {\dfrac{LI_{min}^2}{2}} = \dfrac{L(I_{max}^2-I_{min}^2)}{2}$

A quantidade da corrente de ondulação máxima possível é determinada pelo valor da indutância, pela frequência de comutação, pela taxa de operação ON-OFF (que é mais ou menos igual à taxa de saída para a tensão de entrada) e pelas tensões conectadas ao indutor (a tensão de entrada menos a tensão de saída na fase LIGADA e a tensão de saída na fase DESLIGADA). Aumentar o valor da indutância diminui a corrente de ondulação máxima possível. Assim que a corrente de saída necessária for mais da metade da corrente de ondulação máxima possível, a operação se tornará CCM.

Quais são as desvantagens de ter uma indutância maior?

• Mais voltas, portanto, maior resistência CC no indutor, significando maiores perdas de cobre ou tendo que aumentar a espessura do fio / número de fios para compensar isso, aumentando assim o tamanho e o custo do indutor.

• Com uma indutância maior, o circuito de controle de feedback será mais lento, o que significa que a fonte de alimentação será menos flexível, adaptando-se às mudanças rápidas de cargas. Provavelmente, isso se mostrará como excedentes maiores em resposta a uma alteração de carga na etapa da unidade.

• Ao usar um conversor buck assíncrono, no estado OFF, o diodo de operação livre estará conduzindo. No DCM, o diodo está conduzindo apenas enquanto a energia armazenada no indutor for totalmente removida. No CCM, o diodo está conduzindo durante toda a fase OFF, pois a corrente do indutor nunca chega a zero. Isso significa perdas maiores no diodo de operação livre - o que pode ser um problema, especialmente porque as perdas no FET podem ser reduzidas usando um FET com um _rson mais baixo , mas você não pode fazer o mesmo com o diodo. Quanto menor a taxa de tensão de saída para entrada, mais grave esse problema pode ser.