深入剖析电感电流 -- DC/DC 电路中电感的选择 2008 年11 月07 日 星期五 13:42 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DC 电流加 开关峰 峰 电流的一半 。上图 也称为纹 波电流。根 据 上述 的公 式，我 们 可以计算 出峰 值电流： 其中，ton是状态1 的时 间 ，T 是开关周 期（开关频率的倒 数 ），DC 为状态1 的占 空 比。 警 告 ：上面 的计算 是假 设各 元 器件 （MOSFET 上的导 通压降，电感的导 通压降或异 步电路中肖 特 基 二极管的正向 压降）上的压降对比输入和 输出电压是可以忽 略的。 如果，器件 的下降不可忽 略 ，就要用下列 公 式作 精 确计算 ： 同步转换电路： 异步转换电路： 其中，Rs 为...
