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为开关电源选择合适的电感,Select a suitable inductor for Switching power supply
关键字：开关电源,BOOST电感计算,BUCK电感计算,开关电源设计
降压型开关电源的电感选择
为降压型开关电源选择电感器时，需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大纹波电流、占空比。下面以图2为例说明降压型开关电源电感值的计算，首先假设开关频率为300kHz、输入电压范围12V±10%、输出电流为1A、最大纹波电流300mA。
最大输入电压值为13.2V，对应的占空比为：
D＝Vo/Vi＝5/13.2＝0.379 (3)
其中，Vo为输出电压、Vi为输出电压。当开关管导通时，电感器上的电压为：
V＝Vi－Vo＝8.2V (4)
当开关管关断时，电感器上的电压为：
V＝-Vo－Vd＝-5.3V (5)
dt＝D/F (6)
把公式2/3/6代入公式2得出：
升压型开关电源的电感选择
对于升压型开关电源的电感值计算，除了占空比与电感电压的关系式有所改变外，其它过程跟降压型开关电源的计算方式一样。以图3为例进行计算，假设开关频率为300kHz、输入电压范围5V±10%、输出电流为500mA、效率为80%，则最大纹波电流为450mA，对应的占空比为：
D＝1－Vi/Vo＝1－5.5/12＝0.542 (7)
图3：升压型开关电源的电路图。
当开关管导通时，电感器上的电压为：
V＝Vi＝5.5V (8)
当开关管关断时，电感器上的电压为：
V＝Vo＋Vd－Vi＝6.8V (9)
把公式6/7/8代入公式2得出：
请注意，升压电源与降压电源不同，前者的负载电流并不是一直由电感电流提供。当开关管导通时，电感电流经过开关管流入地，而负载电流由输出电容提供，因此输出电容必须有足够大的储能容量来提供这一期间负载所需的电流。但在开关管关断期间，流经电感的电流除了提供给负载，还给输出电容充电。
一般而言，电感值变大，输出纹波会变小，但电源的动态响应也会相应变差，所以电感值的选取可以根据电路的具体应用要求来调整以达到最理想效果。开关频率的提高可以让电感值变小，从而让电感的物理尺寸变小，节省电路板空间，因此目前的开关电源有往高频发展的趋势，以适应电子产品的体积越来越小的要求。
本文由Sipex公司供稿
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