Насколько важна собственная резонансная частота для катушки индуктивности при использовании в быстром (~ 3 МГц) понижающем импульсном питании?

Я бы не беспокоился об этом по 2 причинам.

Во-первых, это кратное, но 60 МГц - это четная гармоника 3 МГц. Выход регулятора должен быть в основном прямоугольной волной, а прямоугольные волны содержат свои основные и только нечетные гармоники. Итак, 3, 9, 15, 21, 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63. Конечно, неидеальная волна будет иметь некоторое содержание четных гармоник, но она должна быть намного ниже любых нечетных гармоник, если это хорошая волна. прямоугольная волна, это будет в шумовом пороге. Если есть сомнения, настройте осциллограф на БПФ на выходе регулятора и посмотрите, как выглядит его выход на частоте 60 МГц.

Во-вторых, как видно из приведенного выше списка, вы находитесь на очень высокой гармонике на частоте 60 МГц. Импульсный источник питания должен был бы выдавать прямоугольную волну с действительно быстрым временем нарастания/спада, чтобы иметь много контента на таком высоком уровне. Обычно вам нужно беспокоиться только о первых 3-6 нечетных гармониках прямоугольной волны, в зависимости от времени нарастания/спада. Это сработает в соответствии с теоретическим эмпирическим правилом, согласно которому, пока SRF в 5-10 раз превышает вашу скорость переключения, все будет в порядке.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Решил смоделировать это, так что в некоторой степени...

Тестовая схема, я использовал параметры катушки индуктивности, которую вы связали, для индуктивности, паразитной емкости, ESR и сопротивления шунта. Сопротивление шунта изменяется в зависимости от частоты и определяется в уравнении. Я смоделировал стандартный керамический конденсатор 10 мкФ для крышки выходного фильтра, включая ESR и ESL, и произвольно выбрал 1 кОм для нагрузки. Выполнение развертки переменного тока с источником 1 В от 0 до 250 МГц, а затем до 1 ГГц, чтобы посмотреть на частотную характеристику. Выходное сопротивление переключателя - это выстрел в темноту, но, вероятно, примерно то же самое.

Здесь мы делаем развертку без прикрепленной крышки выходного фильтра, чтобы увидеть SRF модели индуктора, как и ожидалось, на частоте 60 МГц.

Здесь мы подметаем с крышкой на месте:

Этот на самом деле интересный. Происходит следующее: несмотря на то, что индуктор теряет свои фильтрующие свойства в SRF, все еще остается RC-фильтр, образованный Rout, сопротивлением индуктора и выходным конденсатором. Этот фильтр способен несколько блокировать высокие частоты, поэтому мы не видим столь резкого изменения, которое мы видели только с катушкой индуктивности. Однако на этих частотах ESL конденсатора действительно начинает играть роль, поэтому мы видим рост уровня выходного сигнала по мере увеличения частоты.

Наконец, давайте посмотрим, как он увеличивается:

На частоте 1 ГГц в индуктивности полностью преобладает паразитная емкость, а в крышке фильтра преобладает ESL, на частоте 10 ГГц (не показано) она сразу выравнивается.

Конечно, есть куча паразитных индуктивностей, емкостей и вариаций (особенно на очень высоких частотах), не включенных в эту простую модель, но, возможно, она поможет в качестве наглядного представления того, что происходит.

Самое интересное, что для меня из этого вышло, это то, что SRF — это не кирпичная стена. Встроенный RC-фильтр может частично смягчить эффект попадания в SRF.

EDIT2: Еще одно редактирование, в основном потому, что я использую это как возможность впервые поиграть с симулятором схемы Qucs. Крутая программа.

Это показывает 2 вещи. Во-первых, он отображает частотную характеристику схемы по величине (в дБ, синий) и фазе (красный), это более четко показывает, где преобладает паразитная емкость / индуктивность компонента. На нем также показан вторичный размах ESL выходного конденсатора, показывающий, насколько важно свести его к минимуму за счет выбора компонентов и компоновки печатной платы. Его развертка от 1 нГн до 101 нГн с шагом 10 нГн. Вы можете видеть, что если общая индуктивность на печатной плате становится очень высокой, вы теряете почти все свои возможности фильтрации. Это приведет к проблемам с электромагнитными помехами и/или шуму.