开关电源一直以来都是电源业的主要产品。但是，随着对高能效产品需求的不断增加，传统上采用更廉价但低能效的线性电源市场也将转向采用开关电源。在这一过渡时期，电源业为提高开关频率而不懈努力，以满足客户对功率更大、占用空间更小的电源的要求。这种发展趋势为开关电源开启了新的市场，并使部分设计工程师面临市场对开关电源设计的需求。

　　本文将阐明为非隔离式开关电源（SMPS）选用电感器的基本要点。所举实例适合超薄型表面贴装设计的应用，像电压调节模块（VRM）和负载点（POL）型电源，但不包括基于更大底板的系统。

图1 典型的降压拓扑结构电源

　　图1所示为一个降压拓扑结构电源的架构，该构架广泛应用于输出电压小于输入电压的系统。在典型的降压拓扑结构电路中，当开关（Q1）闭合时，电流开始通过这个开关流向输出端，并以某一速率稳步增大，增加速率取决于电路电感。根据楞次定律，di=E*dt/L，流过电感器的电流所发生的变化量等于电压乘以时间变化量，再除以这个电感值。由于流过负载电阻RL的电流稳定增加，输出电压成正比增大。

　　在达到预定的电压或电流限值时，控制集成电路将开关断开，从而

使电感周围的磁场衰减，并使偏置二极管D1正向导通，从而继续向输出电路供给电流，直至开关再度接通。这一循环反复进行，而开关的次数由控制集成电路来确定，并将输出电压调控在要求的电压值上。图2所示为在若干个开关循环周期内，流过电感器和其它降压拓扑电路元件上的电压和电流波形。

 

 

图2 采用降压拓扑结构的开关电源的开关动作波形图

　　电感值对于在开关断开期间保持流向负载的电流很关键。所以必须算出保持降压变换器输出电流所必需的zui小电感值，以确保在输出电压和输入电流处于zui差条件下，仍能够为负载供应足够的电流。为确定zui小的电感值，需要知道如下信息：

　　　路输入电压范围
　　　路输出电压及其规定范围
　　　路工作频率（开关频率）
　　　路电感器纹波电流
　　　路运行模式；连续运行模式还是非连续运行模式 请登陆:高压开关网 浏览更多信息

表1　典型的降压电源系统技术规格

 

　　下列公式用于计算降压变换器所需的电感值：
　　　　L1 = Vo（1-Vo/（Vin-Von））/（f*dI）

　　连续运行模式下：dI <1/2I

　　为了算出适用于电源整个运行条件的zui小电感值，对参数值的选择必须能够保证在各项参数处于zui不利组合的条件下，所选择的这一电感值仍能将纹波电流保持在特定的数值范围内。而针对降压型电源，其zui不利组合条件为：输入电压和频率均处于各自的zui低数值时。此外，还要将输出电压也取为其zui小规定值，以确定能够保持正常调节功能所需的zui低电感值。设计者可以按照自己所习惯的方式，对这些数值进行控制，以达到zui差条件成立的状态。

　　按照表1中所列出的数据，zui小电感值计算如下：
　　L1（min） = Vo（min）（1-Vo（min）/（Vin（min）-Von））/（f（min）*dI）
　　L1（min） = 4.95V（1-4.95V/（20V-0.7V））/（693,000Hz * 0.）
　　L1（min） = 10.6uh

　　因此，在这一具体应用中，电感器的电感值至少为10.6 μh，而其电流额定值也要在zui低的20安培的工作电流之上，并保持足够的安全系数。而如果选择一个电感值低于此zui小值的电感器，就将导致降压变换器可能无法在zui大电流下将其输出电压保持在规定范围内。 来源:高压开关网

　　将电感值确定以后，实际电感器的设计必须符合相关电气标准、系统尺寸和安装方式等限制。许多磁性元件供应商均提供各种型号的标准产品，可满足绝大多数的设计标准要求。但是，在设计中采用现货供应的标准产品，有可能导致电感器的性能和尺寸方面有所不足，并可能zui终对产品的销售造成不利影响。而幸运的是，包括泰科电子CoEv 磁性组件部在内的一些供应商，能够提供必要的定制工程设计支持， 以满足将特定电感值、电气性能和外形限制要求结合在一款*成熟的产品上，促进设计的*化。
 

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