怎么选择BUCK降压电源的电感？

时间：2021-07-21 00:51:30

关键字： BUCK 电源电感

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[导读]当今的消费电子产品越来越趋向于小型化、集成化，功能也越来越多，对于续航的要求自然越来越严格，BUCK电源以其高效率的优点是其必然的选择。

当今的消费电子产品越来越趋向于小型化、集成化，功能也越来越多，对于续航的要求自然越来越严格，BUCK电源以其高效率的优点是其必然的选择。
在设计BUCK电路时，如何选择电感是一个值得深入思考的问题。虽然IC商会有电感选型推荐，但在满足性能需求的基础上选择最合适的电感，是一个硬件工程师的基本素养，否则硬件工程师就会变成抄图工程师。

下面介绍如何选择DCDC BUCK降压电源的功率电感。
在选择电感之前，我们首先要知道BUCK电路的基本原理，以及电感的基本参数，一定要先看完下面的文章再回过头来看这篇文章。
BUCK电路详细原理
电感参数有哪些？怎么选择电感？
了解完BUCK基本原理以及电感的4大参数，我们就可以回过头来分析电感选型的过程了。

选型的分析是根据下面的公式，公式的推导过程非常简单，在BUCK电路详细原理中有详细介绍，

a是电流纹波系数，或者纹波率。
上面的公式稍微变形就可以得到下面的公式

举个“栗子”：
假定BUCK的输入是10V输出是5V，负载是2A的电流需求，开关频率在2Khz，那么求电感值及其Isat参数。

电感值

负载电路是1A，纹波系数a按30%来看则，I=2*0.3=0.6A

电感值通常要留一定余量比如20%-30%，我们暂取20%，则电感选取2.4mH，实际比较接近的电感值为4.7mH。
但是为了理解电感值对电流纹波的影响，我们分别对比下2.2mH和4.7mH时电流纹波的大小,见下图。
图中红色为输出电压，绿色为输出电流（1mV=1mA），可以看到在电感选取为2.2mH时,纹波电流大约为0.28*2=0.56A，接近Iout*30%=0.6A；而增加电感到4.7uH时电流纹波就小很多，大约为0.13*2=0.26A,只有大约13%。

饱和电流

流过电感的峰值电流

Isat要大于2.3A，一般建议Isat要比Imax高大约20%-30%，通常我们对于Isat更敏感，实际选择的Isat要大于2.3*1.25=2.86A。

自谐振频率

理想电感的阻抗随着频率增加而增加,而实际电感具有直流电阻和寄生电容，在低频处呈现感性,在高频处呈现容性。这个转折频率就是电感的自谐振频率，如下图所示，我们需要让电感的自谐振频率避开它的工作频率，通常而言这个自谐振频率要远高于开关频率，一般可以以10倍频率作为参考，也就是说开关频率要低于谐振频率的10%。