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Buck 電路中如何選擇電感?
來源:乐天堂FUN88電子 發布日期:2025-01-22 瀏覽次數:1755次
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在 Buck 電路中,選擇電感需要考慮以下多個(ge) 方麵:

buck circuit.png

  • 電感值:根據 Buck 電路的工作原理和公式

    公式.png

  • 來計算所需電感值。其中是Vin輸入電壓,是Vout輸出電壓,是fsw開關頻率,是∇IL允許的電感電流紋波。一般來說,較大的電感值可使輸出電壓紋波更小,但會增加電感體積和成本,還可能降低動態響應速度;電感值過小,則無法有效濾除紋波,導致輸出電壓不穩定。
  • 額定電流與飽和電流:額定電流要大於電路中的最大持續工作電流,以確保電感在正常工作時不會因過熱等問題而損壞。飽和電流是電感能承受而電感值不發生明顯下降的最大直流電流,電路中的峰值電流不能超過電感的飽和電流,否則電感性能會惡化,一般要求飽和電流至少是電路最大電流的 1.5 倍到 2 倍。
  • 品質因數(Q 值):Q 值越高,電感的損耗越小,效率越高。在高頻 Buck 電路中,高 Q 值電感可以減少能量損耗,提高電路效率,但高 Q 值的電感通常成本也較高。
  • 直流電阻(DCR):DCR 會導致電感在通過電流時產生功率損耗,DCR 越小,損耗越小,效率越高,在大電流 Buck 電路中,應選擇 DCR 小的電感,以降低發熱和能量損耗1
  • 自諧頻率(SRF):Buck 電路的工作頻率應遠低於電感的自諧頻率,以保證電感在工作時呈現電感特性,而不是電容特性。
  • 物理特性


    • 尺寸與封裝:根據電路板的空間大小,選擇合適尺寸和封裝形式的電感。常見的有貼片電感和插件電感,貼片電感占用空間小,適合高密度電路板;插件電感則在一些對散熱要求較高或需要較大電感值的場合使用。
    • 磁芯材料:鐵氧體磁芯適用於高頻應用,具有低損耗、高磁導率等特點;鐵粉芯能承受較大的直流偏置電流,在功率電感中應用較多;空氣芯電感線性度好、無磁芯損耗,常用於高頻射頻電路或對電感值穩定性要求高的場合。
    • 電氣強度與耐壓:確保電感的耐壓值高於電路中的最高工作電壓,以防止發生擊穿等故障,對於輸入電壓較高或有電壓尖峰的 Buck 電路,這一點尤為重要。

    其他因素


    • 成本與供應商:在滿足電路性能要求的前提下,考慮電感的成本和品牌廠商的信譽、供貨能力等。選擇具有良好信譽和穩定供貨的供應商,以保證產品質量和後續生產的順利進行。
    • 溫度特性:如果 Buck 電路工作環境溫度變化較大,要選擇溫度係數合適的電感,以確保在不同溫度下電感性能的穩定性。

inductor.png