选用优质开关电源电感器要知道的五个方面
开关电源电感器的选用
开关电源1直以来凡是电源业的主要产品。可是，随着举世对高能效产品须要的不时减少，古板上采取更高价但低能效的线性电源市场也将转向采取开关电源。在这1过渡时期，电源业为进步开关频率而不懈奋力，以不满客户对功率更大、占用空间更小的电源的央求。这类发展趋势为开关电源开启了新的市场，并使部分规划工程师面临市场对开关电源规划的须要。
本文将说明为非隔绝式开关电源（SMPS）选用电感器的底子要点。所举实例适合超薄型外观贴装规划的使用，像电压调理模块（VRM）和负载点（POL）型电源，但不包含基于更大底板的琐细。
图1 范例的降压拓扑结构电源
图1所示为1个降压拓扑结构电源的架构，该构架遍及使用于输出电压小于输出电压的琐细。在范例的降压拓扑结构电路中，当开关（Q1）闭合时，电流劈头经过这个开关流向输出端，并以某1速率稳步增大，减少快率取决于电路电感。根据楞次定律，di=E*dt/L，流过电感器的电流所发生的变化量等于电压乘以年华变化量，再除以这个电感值。因为流过负载电阻RL的电流稳定减少，输出电压成反比增大。
在达到预定的电压或电流限值时，管制集成电路将开关断开，从而使电感附近的磁场衰减，并使偏置２极管D1正带领通，从而继续向输出电路供给电流，直至开关再度接通。这1轮回一再发展，而开关的次数由管制集成电路来必然，并将输出电压调控在央求的电压值上。图2所示为在几许个开关轮回礼拜期内，流过电感器和此外降压拓扑电路元件上的电压和电流波形。
图2 采取降压拓扑结构的开关电源的开关法子波形图
电感值关于在开关断开时期坚持流向负载的电流很要害。所以必须算出坚持降压换取器输出电流所必需的最小电感值，以确保在输出电压和输出电流处于最差前提下，仍梗概为负载供给丰裕的电流。为必然最小的电感值，须要知道下列消息：
·输出电压范围
·输出电压及其规则范围
·义务频率（开关频率）
·电感器纹波电流
·运行形式；连续运行形式还好坏连续运行形式
表1 范例的降压电源琐细技能规格
下列公式用于计较降压换取器所需的电感值：
L1 = Vo(1-Vo/(Vin-Von))/(f*dI) 连续运行形式下：dI < 1/2I
为了算出适用于电源整个运行条件的最小电感值，对参数值的选择必须能够保证在各项参数处于最不利组合的条件下，所选择的这一电感值仍能将纹波电流保持在特定的数值范围内。而针对降压型电源，其最不利组合条件为：输入电压和频率均处于各自的最低数值时。此外，还要将输出电压也取为其最小规定值，以确定能够保持正常调节功能所需的最低电感值。设计者可以按照自己所习惯的方式，对这些数值进行控制，以达到最差条件成立的状态。
按照表1中所列出的数据，最小电感值计算如下：
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，在这一具体应用中，电感器的电感值至少为10.6 μh，而其电流额定值也要在最低的20安培的工作电流之上，并保持足够的安全系数。而如果选择一个电感值低于此最小值的电感器，就将导致降压变换器可能无法在最大电流下将其输出电压保持在规定范围内。
将电感值确定以后，实际电感器的设计必须符合相关电气标准、系统尺寸和安装方式等限制。许多磁性元件供应商均提供各种型号的标准产品，可满足绝大多数的设计标准要求。但是，在设计中采用现货供应的标准产品，有可能导致电感器的性能和尺寸方面有所不足，并可能最终对产品的销售造成不利影响。而幸运的是，包括泰科电子CoEv 磁性组件部在内的一些供应商，能够提供必要的定制工程设计支持， 以满足将特定电感值、电气性能和外形限制要求结合在一款完全成熟的产品上，促进设计的最优化。充分利用了业界的专业技术，从而最大程度地缩短了设计和测试的时间，加速产品的上市。
