电感在电路中的选择 (注:只有充分理解电感在 DC/DC 电路中发挥的作用,才能更优的设计 DC/DC 电路
本文还包括对同步 DC/DC 及异步 DC/DC 概念的解释
) 简介 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战
工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等
本文专注于解释:电感上的 DC 电流效应
这也会为选择合适的电感提供必要的信息
理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的 LC 滤波电路中的 L(C 是其中的输出电容)
虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为
在降压转换中(Fairchild 典型的开关控制器),电感的一端是连接到 DC 输出电压
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND
在状态1 过程中,电感会通过(高边 “high-side”)MOSFET 连接到输入电压
在状态2 过程中,电感连接到 GND
由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET 接地
如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的
在状态1 过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压
对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降
相反,在状态2 过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地
对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降
我们利用电感上电压计算公式: V=L(dI/dt) 因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态 2),电感上的电流就会减小
通过电感的电流如图 2 所示: 通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为