Buck 电路中如何选择电感?

在 Buck 电路中，选择电感需要考虑以下多个方面：

• 电感值：根据 Buck 电路的工作原理和公式

• 来计算所需电感值。其中是Vin输入电压，是Vout输出电压，是fsw开关频率，是∇IL允许的电感电流纹波。一般来说，较大的电感值可使输出电压纹波更小，但会增加电感体积和成本，还可能降低动态响应速度；电感值过小，则无法有效滤除纹波，导致输出电压不稳定。

• 额定电流与饱和电流：额定电流要大于电路中的最大持续工作电流，以确保电感在正常工作时不会因过热等问题而损坏。饱和电流是电感能承受而电感值不发生明显下降的最大直流电流，电路中的峰值电流不能超过电感的饱和电流，否则电感性能会恶化，一般要求饱和电流至少是电路最大电流的 1.5 倍到 2 倍。
• 品质因数（Q 值）：Q 值越高，电感的损耗越小，效率越高。在高频 Buck 电路中，高 Q 值电感可以减少能量损耗，提高电路效率，但高 Q 值的电感通常成本也较高。
• 直流电阻（DCR）：DCR 会导致电感在通过电流时产生功率损耗，DCR 越小，损耗越小，效率越高，在大电流 Buck 电路中，应选择 DCR 小的电感，以降低发热和能量损耗1。
• 自谐频率（SRF）：Buck 电路的工作频率应远低于电感的自谐频率，以保证电感在工作时呈现电感特性，而不是电容特性。

• 物理特性

  
  
  • 尺寸与封装：根据电路板的空间大小，选择合适尺寸和封装形式的电感。常见的有贴片电感和插件电感，贴片电感占用空间小，适合高密度电路板；插件电感则在一些对散热要求较高或需要较大电感值的场合使用。
  • 磁芯材料：铁氧体磁芯适用于高频应用，具有低损耗、高磁导率等特点；铁粉芯能承受较大的直流偏置电流，在功率电感中应用较多；空气芯电感线性度好、无磁芯损耗，常用于高频射频电路或对电感值稳定性要求高的场合。
  • 电气强度与耐压：确保电感的耐压值高于电路中的最高工作电压，以防止发生击穿等故障，对于输入电压较高或有电压尖峰的 Buck 电路，这一点尤为重要。

  其他因素

  
  
  • 成本与供应商：在满足电路性能要求的前提下，考虑电感的成本和品牌厂商的信誉、供货能力等。选择具有良好信誉和稳定供货的供应商，以保证产品质量和后续生产的顺利进行。
  • 温度特性：如果 Buck 电路工作环境温度变化较大，要选择温度系数合适的电感，以确保在不同温度下电感性能的稳定性。