DCDC-BUCK中电感的选型思考-gzh.docx

在DCDC转换器，尤其是BUCK电路中，电感的选型是至关重要的。DCDC电路是最常见的电源转换方案，而BUCK电路由于其高效、简单的特点被广泛应用。本篇文章将探讨电感选型的几个关键因素。 电感有两个主要参数需要考虑：电感值（L）和电感电流。电感电流包括饱和电流（Isat）和温升电流（Irms）。Isat是指电感在达到其饱和状态时，电流降低到原始值的30%至10%之间的值，这通常发生在电感内部磁通密度达到最大时。在DCDC电路中，确保电感电流瞬时值不超过Isat以防止电感饱和。而Irms则是指电感在工作时，自身温升不超过40℃的持续电流，保证电感在安全范围内工作。 电感值的计算公式是：Lmin = (Vin - Vout) * Vout / (∆I * f * Vin)，其中Vin是输入电压，Vout是输出电压，△I通常取输出电流Iout的20%到30%，f是开关频率。此公式用于估算最小电感值，实际选型时可适当增大电感值以增加稳定性。 选择电感的步骤如下： 1. 确认输出电流Iout，即DCDC芯片的最大输出电流能力。 2. 使用上述公式计算最小电感值Lmin。 3. 根据Lmin选择电感，一般建议略微增大电感值。 4. 计算最大电流Imax = Iout + 1/2 * ∆I，确保电感的饱和电流大于Imax。 5. 确认电感的温升电流大于Iout，以满足热设计要求。 在实际应用中，电感值的选择应基于DCDC芯片的最大输出电流能力，而不是实际工作中的最大电流。例如，如果一个2A的DCDC芯片用于设计电路，即使实际负载仅为500mA，使用2A的电感值设计的电路依然可以正常工作。但如果按照实际电流计算电感值，较小负载时电感值过大，可能导致体积过大且动态响应受影响。 电感选型时还需要注意电流参数Imax。电感的饱和电流应大于Imax，温升电流应大于Iout。在实际设计中，为了安全起见，通常会预留70%-80%的电流余量。然而，如果实际电流需求远低于芯片能力，如上述例子中的1A电流需求，选用3A电感可能是可行的，但这可能在某些异常情况下（如输出短路）导致短路保护未能及时启动，从而损害电路。因此，尽管可能节省成本和空间，但最好还是遵循Imax=Iout+1/2 * ∆I的公式，以DCDC芯片的最大输出能力来计算电感电流。 电感的选型是一个平衡稳定性和成本的过程，需要综合考虑电路的需求、芯片的能力以及潜在的风险。正确的电感选型对于确保DCDC-BUCK电路的高效、稳定运行至关重要。在进行电感选型时，还需注意电容的配合，较大的电感值可能需要更大的输入输出滤波电容来维持输出电压纹波的稳定。