本系列文章将以评估板的参考电路为主题，说明选择各种分立元件时的重要特性。在讲解过程中，利用 LTs
《如何在同步整流变换电路中选择电感器》将分为上、下两篇，解释如何明智的选择同步整流型降压转换器电路所需的电感器，同时使用 LTspice 仿真确认电感器特性的影响。本文将介绍电感器在电源电路中的作用和电感值：L。在下篇，我们将对“额定电流Isat 、Itemp”、“直流电阻dc”、“自谐振频率 SRF”和“电感器的种类”进行说明。
电感器是电源电路的元件之一，与电阻器和电容器一起发挥着及其重要的作用。如下图 (图1) 所示，在DC/DC转换器中使用电感器时，从电源 IC 侧供电的时间 (t1) 和不供电的时间 (t2) 交替重复。从 IC 提供电流的时间是向负载侧提供电流，同时在电感器中存储磁能。当它不是从 IC 侧供电时，存储在电感器中的磁能向负载侧提供电流。
作为电流源，利用电感器的特性向负载提供电流 (施加电流时，电感器会努力保持该状态)。
当流经电感器的电流发生明显的变化时，会产生感应电动势。电动势的大小可以用以下方程表示：
在电源关系中，常常使用该方程的变体 Δi/Δt = V/L。换句话说，当电压 (V) 施加到电感器时，电流变化 (Δi/Δt) 与电感值 (L) 成反比。L 值是影响电感器纹波电流和负载响应特性很重要的参数。随着流过电感器的电流增加，磁性材料发生磁饱和，L 值减小，这称为“直流叠加特性”。如下表 (表1) 中显示的 L 值是直流叠加电流为 0A 时的值。
一般来说，L 值越高，纹波电流 (ΔIL) 越小，噪声 (纹波电压) 越小。此外，由于峰值电流较小，电流不易超过电源 IC 的过流保护功能的阈值，这使得过流保护功能难以运行，能大大的提升最大输出电流。但是由于斜坡电流速度较慢，因此每单位时间的电流增加量减少，导致瞬态响应变差。如果 L 值很小，则相反，如下表所示：
其中，Vin：输入电压；Vout：输出电压；fsw：开关频率；Iout：负载电流；r：电流纹波比 (适当的数值为 0.3~0.4)。电流纹波比 r 由下式得出：
从这个方程中能够准确的看出，纹波电流与 L 的值成反比。但是，由于电源 IC 的数据手册中描述了适当的 L 值，因此建议参考制造商推荐的参考电路进行选择。
首先，通过仿真确认 L 值对电感电流的影响。仿线) 所示。在此电路配置中，原本 2.2μH 是 L1 的适当值，但为了明确差异，我们将比较以下两个差异极大的值。电感器 L1 的值为 4.7μH 和 1.0μH，比较电感电流。
仿线 L 值对电感电流影响的仿线μH 时的纹波电流 (ΔIL) 约为 0.32A，1.0μH 时的纹波电流约为 1.50A。由此可见，L 值与纹波电流 (ΔIL) 之间的关系成反比。
仿线 L 值对输出电压影响的仿线μH 时的纹波电压约为 3.5mV，1.0μH 时的纹波电压约为 19.8mV，由此能够确认，电感电流越大，输出电压的纹波电压越高。如果无法更改电感值，则必须增加电容器的电容以降低纹波电压。
现在更改 L 值并检查瞬态响应状态。仿线ms 内电流为 1.5A，在 0.1us 内电流从 1.5A 减小到 0.5A。仿线) 所示。基本电路结构配置与图 2、图 4 相同，但这里连接了一个电流源作为负载来承载负载电流。同样，将输出电压与电感 L1 值为 4.7μH 和 1.0μH 进行比较。
接下来让我们通过仿线A (大于前面提到的 1.5A) 时会发生啥现象。仿线 所示。使用 Lo
2 作为负载，在一段时间内将电流从 1A 增加到 2.8A。同样，将电感 L1 值为 4.7μH 与 1.0μH 时的输出电压进行比较。
on) 功能进行说明。过电流保护功能是由于输出短路等事故导致输出电流异常大时，停止电源 IC 的输出的功能。这可以有效的预防电源 IC 的特性劣化、故障运行和因电流过大而造成的损坏。
在这个仿真中，由于负载电流增加，可能会激活电源 IC 的过电流保护功能 (该 IC 为频率衰减型：通过降低振荡频率、减小最小导通占空比来限制输出电流的方式)。有关过电流保护功能的详细
负载电流立即增加后，负载电流变化如此之快，以至于无法跟踪 IC 输出电压的补偿速度，因此电压在负载电流迅速增加后立即下降，但抑制了电感峰值电流的变化，并且没有超过电源 IC 的过电流保护功能的阈值。因此，过电流保护功能未激活，正常运行继续。图9 电感 L1 = 4.7μH 时的仿线μH 时的仿真结果如果电感的 L 值较小，纹波电流会增加，因此如果负载电流迅速增加，电感的峰值电流也会增加，电源 IC 的过电流保护功能将被激活，因此导致输出电压降低。
设计技巧 /
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（下） /
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