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(tu)2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20anpeidegongzuodianliuzhishang
，bingbaochizugoudeanquanxishu。erruguoxuanzeyigedianganzhidiyucizuixiaozhidedianganqi，jiujiangdaozhijiangyabianhuanqikenengwufazaizuidadianliuxiajiangqishuchudianyabaochizaiguidingfanweinei。

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(zi)CoEv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、電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)和(he)外(wai)形(xing)限(xian)製(zhi)要(yao)求(qiu)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)款(kuan)完(wan)全(quan)成(cheng)熟(shu)的(de)產(chan)品(pin)上(shang)，促(cu)進(jin)設(she)計(ji)的(de)最(zui)優(you)化(hua)。充(chong)分(fen)利(li)用(yong)了(le)業(ye)界(jie)的(de)專(zhuan)業(ye)技(ji)術(shu)，從(cong)而(er)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)縮(suo)短(duan)了(le)設(she)計(ji)和(he)測(ce)試(shi)的(de)時(shi)間(jian)，加(jia)速(su)產(chan)品(pin)的(de)上(shang)市(shi)。