電路中對(duì)電感的選擇紀(jì)要考慮電感值，還要考慮電流，對(duì)工程師們帶來(lái)許多挑戰(zhàn)

淺談DC-DC外圍電感選型方法

DC-DC電感選型主要參考參數(shù)

電感量L：

L越大，儲(chǔ)能能力越強(qiáng)，紋波越小，所需的濾波電容也就小。但是L越大，通常要求電感尺寸也會(huì)變大。

自諧頻率f0：

由于電感中存在寄生電容，使得電感存在一個(gè)自諧振頻率。超過(guò)此F0是，電感表現(xiàn)為電容效應(yīng)，低于此F0，電感才表現(xiàn)為電感效應(yīng)。(阻抗隨頻率增大而增加)

內(nèi)阻DCR：

指電感的直流阻抗。該內(nèi)阻造成I2R的能量損耗，造成DC-DC降低效率，同時(shí)也是導(dǎo)致電 感發(fā)熱的主要原因。DCR增加，導(dǎo)致DC-DC效率降低。相應(yīng)的電感成本也會(huì)增加。

飽和電流Isat：

通常指電感量下降30%時(shí)對(duì)應(yīng)的DC電流值。

溫升電流Irms：

通常指是電感表面溫度上升到40度時(shí)的等效電流值。

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DC-DC電感選型步驟

根據(jù)DC-DC的輸入輸出特性計(jì)算所需的最小電感量。(注：對(duì)于電感量的計(jì)算，各DC-DC 芯片手冊(cè)上有明確的計(jì)算方法，請(qǐng)以手冊(cè)為準(zhǔn)，以下公式只是個(gè)舉例說(shuō)明)

對(duì)于Buck型DC-DC，計(jì)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

通常將Irpp控制在50%的輸出額定電流Irate。則上述公式變化如下：

Lmin=2*【Vout*(1-Vout/Vinmax)】/Fsw*Irate

對(duì)于Boost型DC-DC的Lmin電感計(jì)算公式如下：

Lmin=2*【Vinmax*(1-Vinmax/Vout)】/Fsw*Irate

根據(jù)電感的精度，計(jì)算出有一定裕量的電感值。例如：對(duì)于20%精度的電感，考慮到5%的設(shè)計(jì)裕量。則DC-DC所需的電感為L(zhǎng)=1.25*Lmin

確定我們所需的電感為比計(jì)算出的電感L稍大的標(biāo)稱(chēng)電感。例如：Buck型DC-DC電路設(shè)計(jì)，其輸入為電池Vinmax=4.2V，開(kāi)關(guān)頻率Fsw=1.2MHZ，輸出電流Irate=500mA，輸出電源Vout=1.2V。

則其DC-DC所需的電感：

Lmin= [2*1.2*(1-1.2/4.2)]/(1.2*0.5)uH=2.85uH

L=2.86uH*1.25=3.57uH

距離3.57uH最近的一個(gè)標(biāo)稱(chēng)電感為4.7uH，所以DC-DC外部電感選用4.7uH電感。

在給定的的標(biāo)稱(chēng)電感下，考慮以下限制因素最終決定電感的選型：

1、電感自諧頻率f0需10倍于開(kāi)關(guān)頻率Fsw以上;

2、飽和電流Isat和有效電流Irms中較低的一個(gè)需是DC-DC額定電流輸Irate的1.3倍以上;

3、DCR越低越好;

4、疊層電感比繞線(xiàn)電感好(損耗小);

5、帶屏蔽的電感比不帶屏蔽的電感好。(改善EMI)

所以，對(duì)于電感的選擇需要工程師門(mén)有良好的知識(shí)儲(chǔ)備。