电感式DC该如何设计

电感是我们在变压器设计当中较长使用的一种元件，它的主要作用是把电能转化为磁能再存储起来。需要注意的是，虽然电感的结构类似于变压器，但是其只有一个绕组。本篇文章主要介绍了电感式DC-DC的升压器原理，并且本文属于基础性质，适合那些对电感的特性并不了解，但同时又对升压器感兴趣的朋友们。文中的一些原理性知识都能在网上查到，所以这里就不多家赘述了。 想要充分理解电感式升压原理，我们就必须首先知道电感的特性，包括电磁的转换与磁储能。这两点非常重要，因为我们所需要的所有参数都是由这两个特性引出来的。 首先，我们先来观察下面的图： 下面是正压发生器，你不停地扳动开关，从输入处可以得到无穷高的正电压。电压到底升到多高，取决于你在二极管的另一端接了什么东西让电流有处可去。如果什么也不接，电流就无处可去，于是电压会升到足够高，将开关击穿，能量以热的形式消耗掉。 各位朋友都知道，上图是电磁铁，一个电池对一个线圈通电。有人可能会奇怪，这么简单的图有什么好分析的呢我们就是要用这张简单的图来分析它通电和断电的瞬间发生了什么。 线圈（以后叫作“电感”了）有一个特性---电磁转换，电可以变成磁，磁也可以变回电。当通电瞬间，电会变为磁并以磁的形式储存在电感内。而断电瞬磁会变成电，从电感中释放出来。 现在我们看看下图，断电瞬间发生了什么： 前面我说过了，电感内的磁能会在电感断电时重新变回电，然而问题来了：此时回路已经断开，电流无处可以，磁如何能转换成电流呢很简单，电感两端会出现高压！电压有多高呢无穷高，直到击穿任何阻挡电流前进的介质为止。 这里我们了解了电感的第二个特性----升压特性。当回路断开时，电感内的能量会以无穷高电压的形式变换回电，电压能升多高，仅取决于介质变的击穿电压。 现在我们对以上的内容作一下小结： 然后是负压发生器，你不停地扳动开关，从输入处可以得到无穷高的负电压。 上面说的都是理论，现在来点实际的电子线路图，看看正/负压发生器的“ 小系统”到底什么样子： 你可以很清楚看到演变，电路中仅仅把开关换成了三极管换而已。不要小看这两个图，事实上，所以开关电源都是由这两个图组合变换而来，所以掌握这两个图非常重要。

耦合电感怎样应用在DC转换器上

近，电感厂商纷纷开始发布批量生产的耦合电感。耦合电感由两个缠绕在同一磁芯上的单独电感组成，其封装与单电感在长宽尺寸上相似，只会稍微高一点，但可以产生相同的电感值。耦合电感的价格一般也会比两个单电感的价格低。耦合电感的绕组可以为串联、并联，也可以作为一个变压器。本文重点介绍利用耦合电感满足常见应用需求的四种DC/DC转换器拓扑结构。 彻底了解耦合电感的各种规范，是充分利用它们所具有优势的一个基本要求。大多数耦合电感都具有相同的匝数—即1：1匝数比—但有些更新的耦合电感拥有更高的匝数比。耦合电感的耦合系数K一般约为0.95，远低于自定义变压器至少为0.99的系数。耦合电感的互感系数让其在一些回描应用中显得有些没有效率，同时还会引起非理想（例如：圆形而非三角形）电感波形。另外，根据其绕组实际为串联还是并联，耦合电感的电流规格也不同。例如，绕组为串联时，等效电感就会因为互感而超过额定电感的2倍。饱和及RMS电流额定值一定适用于同时流过两个绕组的电流，除非产品说明书中另有说明。理解这些规范以后，我们便可以对现实应用中的一些耦合电感例子进行研究。 更小尺寸且更高效的SEPIC 尽管DC/DC单端初级电感转换器（SEPIC）拓扑不是什么新东西，但的确直到 近它才开始流行起来，然而，对于能够对高低输入电压之间的输出电压（例如：12V未校准插墙式电源）进行调节的转换器需求一直都存在。虽然我们可以将任何升压转换器/控制器配置为一个SEPIC，但其在 近才得到普遍的使用。两个因素促进了SEPIC的人气大增：（1）IC制造厂商已经开始制造更多具有电流模式控制功能的升压控制器，旨在简化补偿；（2）电感制造厂商已经开始制造许多可以 小化转换器总PCB体积的单封装耦合电感。改用耦合电感以后，许多具有两个单独电感应用的电源体积可以缩减三分之一。图1显示了使用TITPS61170和Wuerth744877220的一个SEPIC。 耦合电感怎样应用在DC转换器上，分布电感是什么意思 图1使用TITPS61170和Wuerth744877220的SEPIC更吸引人的是，使用一个1：1耦合电感的SEPIC可迫使电感纹波电流在两个绕组之间分开，从而允许使用两个单独电感要求电感的一半，产生相同的纹波电流。相对于相同尺寸封装中双倍电感值的两个单独电感，耦合电感具有更低的DC电阻，有助于提高总转换器效率。特别是15-V输入和12-V、325-mA输出时，图1所示SEPIC的效率超出91%。