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上期回顧：DC-DC變換器FB分壓電阻設計
本期內容
Buck 線路中，電感的設計是一個關鍵要點，它與系統(tǒng)的效率、輸出紋波電壓和環(huán)路穩(wěn)定息息相關。那么我們該如何計算 Buck 電感呢?
今天?MPS?工程師就用實例來講解 Buck 電感的計算步驟，并提供一個實用工具，讓你輕松得到想要的電感感值!
首先來看一下 Buck 的工作原理，按照上管 Q1 工作狀態(tài)，分2個過程：Q1 開通時候，電感電流上升，電感儲能，同時對輸出電容充電;Q1 關斷時候，電感電流下降，電感釋放能量。
我們可以根據(jù)電感兩端電壓與電流關系式：V=L*di/dt，得出電感感值 L 的計算式。
以上管開通電感儲能時的狀態(tài)來分析：電感兩端電壓=Vin-Vo， di 即為電感電流峰峰值 ?iL，通常取輸出最大電流 IOUT 的10%~60%。dt 為上管開通時間，即 D*T。
為了兼顧輸出紋波電壓和效率，設計電感感量時候，通常讓系統(tǒng)在滿載時候進入 CCM(電感電流連續(xù))模式，輕載時候進入 DCM(電感電流斷續(xù))模式。CCM 模式下，由于電感紋波電流較小，輸出紋波電壓較低。在 DCM 模式下，IC 通常會進入降頻模式，工作頻率降低，從而提升了輕載效率。
來看一下電感規(guī)格書，以 MPS 一顆一體成型1.2uH電感為例。感量L是在一定工作頻率下測得的，通常是100kHz，頻率增加，感量會減小。
IR 是電感溫升電流，ISAT 是飽和電流，通常溫升電流會略低于飽和電流。選取的 IR 不僅要大于滿載時峰值電流 Ipk，同時要考慮在過流或短路時電感不能進入飽和，即 IR 要大于 DCDC 定義的限流保護點。
我們選取一顆 DCDC MPQ2314，規(guī)格書中定義了過流保護點，典型值是4A。而在滿載2A時，測試到電感峰值電流是2.58A，過流保護點3.36A，這個是由于 OCP 點分布有上下限分布造成的。選取電感 IR 應大于4A，并留20%以上的余量。
直流阻抗 Rds 也稱作 DCR，與電感的導通損耗直接相關，選取電感時候，DCR 越小，效率和溫升效果會越好。銅損占電感損耗的大部分，磁損與工作頻率，磁芯特性相關，頻率越高，磁損越大。
我們知道，增大電感，可以有效減小電感紋波電流，從而減小輸出紋波電壓。但是，相同的磁芯，感量增加時，DCR 會變大，飽和和溫升電流會減小，所以需要折中考慮再選擇。
選用電感的時候，盡量靠近理論計算值，同時要計算出電感的峰值電流，以好確認電感的飽和/溫升電流。推薦電感采用帶磁屏蔽的封裝，這樣產(chǎn)生的噪聲小，同時?EMC?性能較好。
現(xiàn)在 MPS?最新上線的電感在線選型工具 (文末“閱讀原文”可直達)，只要輸入應用規(guī)格，即可輕輕松松得到您想要的電感感值，并附加合適的電感型號。
