中心議題：

• 開關電源電感器的選用

解決方案：

• 算出適用於電源整個運行條件的最小電感值
• 最低電感值能保持正常調節功能所需

開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)一(yi)直(zhi)以(yi)來(lai)都(dou)是(shi)電(dian)源(yuan)業(ye)的(de)主(zhu)要(yao)產(chan)品(pin)。但(dan)是(shi)，隨(sui)著(zhe)全(quan)球(qiu)對(dui)高(gao)能(neng)效(xiao)產(chan)品(pin)需(xu)求(qiu)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)
，傳(chuan)統(tong)上(shang)采(cai)用(yong)更(geng)廉(lian)價(jia)但(dan)低(di)能(neng)效(xiao)的(de)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)市(shi)場(chang)也(ye)將(jiang)轉(zhuan)向(xiang)采(cai)用(yong)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)渡(du)時(shi)期(qi)，電(dian)源(yuan)業(ye)為(wei)提(ti)高(gao)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)而(er)不(bu)懈(xie)努(nu)力(li)，以(yi)滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)對(dui)功(gong)率(lv)更(geng)大(da)、占用空間更小的電源的要求。這種發展趨勢為開關電源開啟了新的市場，並使部分設計工程師麵臨市場對開關電源設計的需求。

本文將闡明為非隔離式開關電源（SMPS）選用電感器的基本要點。所舉實例適合超薄型表麵貼裝設計的應用

，像電壓調節模塊（VRM）和負載點（POL）型電源，但不包括基於更大底板的係統。


圖1典型的降壓拓撲結構電源

圖1所示為一個降壓拓撲結構電源的架構
，該構架廣泛應用於輸出電壓小於輸入電壓的係統。在典型的降壓拓撲結構電路中
，當開關（Q1）閉合時，電流開始通過這個開關流向輸出端

，並以某一速率穩步增大
，增加速率取決於電路電感。根據楞次定律，di=E*dt/L
，流過電感器的電流所發生的變化量等於電壓乘以時間變化量，再除以這個電感值。由於流過負載電阻RL的電流穩定增加，輸出電壓成正比增大。

在達到預定的電壓或電流限值時，控製集成電路將開關斷開，從而使電感周圍的磁場衰減，並使偏置二極管D1正zheng向xiang導dao通tong
，從cong而er繼ji續xu向xiang輸shu出chu電dian路lu供gong給gei電dian流liu
，直zhi至zhi開kai關guan再zai度du接jie通tong。這zhe一yi循xun環huan反fan複fu進jin行xing
，而er開kai關guan的de次ci數shu由you控kong製zhi集ji成cheng電dian路lu來lai確que定ding
，並bing將jiang輸shu出chu電dian壓ya調tiao控kong在zai要yao求qiu的de電dian壓ya值zhi上shang。圖tu2所示為在若幹個開關循環周期內，流過電感器和其它降壓拓撲電路元件上的電壓和電流波形。


圖2采用降壓拓撲結構的開關電源的開關動作波形圖
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電dian感gan值zhi對dui於yu在zai開kai關guan斷duan開kai期qi間jian保bao持chi流liu向xiang負fu載zai的de電dian流liu很hen關guan鍵jian。所suo以yi必bi須xu算suan出chu保bao持chi降jiang壓ya變bian換huan器qi輸shu出chu電dian流liu所suo必bi需xu的de最zui小xiao電dian感gan值zhi，以yi確que保bao在zai輸shu出chu電dian壓ya和he輸shu入ru電dian流liu處chu於yu最zui差cha條tiao件jian下xia，仍reng能neng夠gou為wei負fu載zai供gong應ying足zu夠gou的de電dian流liu。

為確定最小的電感值，需要知道如下信息：
•輸入電壓範圍
•輸出電壓及其規定範圍
•工作頻率（開關頻率）
•電感器紋波電流
•運行模式；連續運行模式還是非連續運行模式

表1　典型的降壓電源係統技術規格


下列公式用於計算降壓變換器所需的電感值：

L1=Vo(1-Vo/(Vin-Von))/(f*dI)連續運行模式下：dI<1/2I

weilesuanchushiyongyudianyuanzhenggeyunxingtiaojiandezuixiaodianganzhi，duicanshuzhidexuanzebixunenggoubaozhengzaigexiangcanshuchuyuzuibulizuhedetiaojianxia
，suoxuanzedezheyidianganzhirengnengjiangwenbodianliubaochizaitedingdeshuzhifanweinei。erzhenduijiangyaxingdianyuan，qizuibulizuhetiaojianwei：輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)和(he)頻(pin)率(lv)均(jun)處(chu)於(yu)各(ge)自(zi)的(de)最(zui)低(di)數(shu)值(zhi)時(shi)。此(ci)外(wai)，還(hai)要(yao)將(jiang)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)也(ye)取(qu)為(wei)其(qi)最(zui)小(xiao)規(gui)定(ding)值(zhi)
，以(yi)確(que)定(ding)能(neng)夠(gou)保(bao)持(chi)正(zheng)常(chang)調(tiao)節(jie)功(gong)能(neng)所(suo)需(xu)的(de)最(zui)低(di)電(dian)感(gan)值(zhi)。設(she)計(ji)者(zhe)可(ke)以(yi)按(an)照(zhao)自(zi)己(ji)所(suo)習(xi)慣(guan)的(de)方(fang)式(shi)，對(dui)這(zhe)些(xie)數(shu)值(zhi)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，以(yi)達(da)到(dao)最(zui)差(cha)條(tiao)件(jian)成(cheng)立(li)的(de)狀(zhuang)態(tai)。

按照表1中所列出的數據
，最小電感值計算如下：

L1(min)=Vo(min)(1-Vo(min)/(Vin(min)-Von))/(f(min)*dI)

L1(min)=4.95V(1-4.95V/(20V-0.7V))/(693,000Hz*0.5A)

L1(min)=10.6uh

因此


，在這一具體應用中

，電感器的電感值至少為10.6μh，而其電流額定值也要在最低的20安an培pei的de工gong作zuo電dian流liu之zhi上shang
，並bing保bao持chi足zu夠gou的de安an全quan係xi數shu。而er如ru果guo選xuan擇ze一yi個ge電dian感gan值zhi低di於yu此ci最zui小xiao值zhi的de電dian感gan器qi，就jiu將jiang導dao致zhi降jiang壓ya變bian換huan器qi可ke能neng無wu法fa在zai最zui大da電dian流liu下xia將jiang其qi輸shu出chu電dian壓ya保bao持chi在zai規gui定ding範fan圍wei內nei。

將電感值確定以後，實際電感器的設計必須符合相關電氣標準、係xi統tong尺chi寸cun和he安an裝zhuang方fang式shi等deng限xian製zhi。許xu多duo磁ci性xing元yuan件jian供gong應ying商shang均jun提ti供gong各ge種zhong型xing號hao的de標biao準zhun產chan品pin
，可ke滿man足zu絕jue大da多duo數shu的de設she計ji標biao準zhun要yao求qiu。但dan是shi
，在zai設she計ji中zhong采cai用yong現xian貨huo供gong應ying的de標biao準zhun產chan品pin，有you可ke能neng導dao致zhi電dian感gan器qi的de性xing能neng和he尺chi寸cun方fang麵mian有you所suo不bu足zu，並bing可ke能neng最zui終zhong對dui產chan品pin的de銷xiao售shou造zao成cheng不bu利li影ying響xiang。而er幸xing運yun的de是shi，包bao括kuo泰tai科ke電dian子ziCoEv磁性組件部在內的一些供應商，能夠提供必要的定製工程設計支持，以滿足將特定電感值

、dianqixingnenghewaixingxianzhiyaoqiujiehezaiyikuanwanquanchengshudechanpinshang，cujinshejidezuiyouhua。chongfenliyongleyejiedezhuanyejishu，congerzuidachengdudisuoduanleshejiheceshideshijian，jiasuchanpindeshangshi。