直流转换电路中电感器选取 磁芯与尺寸篇

在进行降压型直流开关转换器设计时，很多因素决定了电感的选取，比如成本、尺寸等因素都在考虑之列。不少开关转换器的数据手册中都给出了规定好的电阻值。但是这些数据都是为了实现某个性能或者应用而给出的，并不能适用在不同的状况中，本篇文章将从尺寸和磁芯的角度出发，来对DC-DC转换器中的电感器选择给出建议。

尺寸考虑

表1-评估电感

表1中两个系列的电感提供不同的磁芯尺寸。它们的外形相似，但是FDV0630系列电感在电路板上要高1mm。较高的高度使得使用较短的铜线成为可能-使用更大的直径或较少的匝数，或二者兼具。

0.2mH以及更低的电感表现出很低的效率，因此不考虑更小的电感。较小的电感值还带来较大的峰值电流，它必须保持低于最低电流限制以防止失稳。另一方面，大于1μH的电感也不合适。请注意较大的FDV0630系列电感具有相同的电感值和引脚，但是提供更低的电阻和更高的额定电流。关于电感磁芯的尺寸、材料和磁导率的详细比较本文将不赘述。

磁芯的考虑

Toko公司的FDV系列电感采用铁粉芯，它们提供更好的温度稳定性并且相对于其他可选磁芯成本更低。其他选择是钼坡莫合金粉末（MPP）、气隙铁氧体以及铁硅铝磁合金（Kool Mm）或高磁通磁环。鉴于混合镍、铁和钼粉末的成本，MPP通常是最昂贵的选择，铁硅铝磁合金是一种次昂贵的复合粉末磁芯。在多数电源中常见的罐形、E和EI形磁芯为气隙铁氧体。这些外形可以在必要时提供灵活性和可变性，但是成本更高。高磁通磁环通常用于滤波电感而不是电源变换电路。

性能评估和效率比较

图1 降压型开关稳压器评估电路

图1电路中各种电感的效率比较显示，在输出电流低于2A时1μH电感具有最好的效率，在低于3A时0.2μH的效率最低。在电感量相同时，尺寸较大（FDV0630）直流电阻较低的电感，在整个输出电流范围内可提供0.5%至1%的效率提升。

对于FDV0620系列的0.47mH和1mH电感，可以注意到在2A附近其效率曲线有一个交叉：2A以下1μH电感具有较高的效率，2A以上0.47μH的效率更高。1μH电感所具有的较大串联电阻导致了这种效率的差异。

另一种性能折衷可以从电感电流、电感电压和输出电压纹波的典型波形中看出。使用电感量较小的FDV0620-0.47mH产生较高的峰值电流。输出电压纹波低于18mV峰峰值，而FDV630-1.0mH电感产生的纹波峰峰值刚超过12mV。峰值电流对输出电容充电并且提供负载电流。在电容的ESR上会流入和流出较大的电流，这将产生较高的输出电压纹波。如果必要，可以通过使用较大的输出电容来降低该纹波。

其实电感器的选择还受很多因素影响，不仅限于尺寸和磁芯，本篇文章仅对这两种因素进行介绍，小编后续将为大家带来其他因素的更多介绍。