dc-dc开关电源电感选型指南

DC_DC 电感选型指南 一：电感主要参数意义一：电感主要参数意义 DC-DC 外围电感选型需要考虑以下几个参数： 电感量 L， 自谐频率 f0,内阻 DCR， 饱和电流 Isat，有效电流 Irms。 电感量 L：L 越大，储能能力越强，纹波越小，所需的滤波电容也就小。但是 L 越大，通常要求电感尺寸也会变大，DCR 增加。导致 DC-DC 效率降低。相应的 电感成本也会增加。 自谐频率 f0：由于电感中存在寄生电容，使得电感存在一个自谐振频率。超过此 F0 是，电感表现为电容效应，低于此 F0，电感才表现为电感效应（阻抗随频率 增大而增加） 。 内阻 DCR： 指电感的直流阻抗。 该内阻造成 I2R 的能量损耗， 一方面造成 DC-DC 降低效率，同时也是导致电感发热的主要原因。 饱和电流 Isat：通常指电感量下降 30%时对应的 DC 电流值。 有效电流 Irms：通常指是电感表面温度上升到 40 度时的等效电流值。 二：二：DC-DC 电感选型步骤电感选型步骤 1， 根据 DC-DC 的输入输出特性计算所需的最小电感量。 对于 Buck 型 DC-DC，计算公式如下 Lmin=【Vout*（1-Vout/Vinmax） 】/Fsw*Irpp 其中：Vinmax = maximum input voltage Vout = output voltage fsw = switching frequency Irpp = inductor peak-to-peak ripple current 通常将Irpp控制在50%的输出额定电流Irate。则上述公式变化如下： Lmin=2*【Vout*（1-Vout/Vinmax） 】/Fsw*Irate 对于Boost型DCDC的Lmin电感计算公式如下： Lmin=2*【Vinmax*（1-Vinmax/Vout） 】/Fsw*Irate 2， 根据电感的精度， 计算出有一定裕量的电感值例如： 对于 20% 精度的电感， 考虑到 5%的设计裕量。 则 Dc-DC 所需的电感为 L=1.25*Lmin 3， 确定我们所需的电感为比计算出的电感 L 稍大的标称电感 例如：有一手机使用Buck型DC-DC，其输入为电池Vinmax= =4.2V，开关频 率Fsw=1.2MHZ，输出电流Irate=500mA，输出电源Vout=1.2V 则其DC-DC所需的电感Lmin= 2*1.2* （1-1.2/4.2） /(1.2*0.5)uH=2.85uH L=2.86uH*1.25=3.57uH. 距离 3.57uH 最近的一个标称电感为 4.7uH，所以 DC-DC 外部电感选用 4.7uH 电感。 4， 在给定的的标称电感下， 考虑以下限制因素最终决定电感的选 型。 1） ，电感自谐频率 f0 需 10 倍于开关频率 Fsw 以上。 2） ， 饱和电流 Isat 和有效电流 Irms 中较低的一个需是 DC-DC 额 定电流输出 Irate 的 1.3 倍以上。 3） ， DCR 越低越好 4） ，叠层电感比绕线电感好（损耗小） 5） ，带屏蔽的电感比不带屏蔽的电感好。 （改善 EMI） 另外，电感的成本和体积也是需要权衡的。