开关电源电感器的选用

开关电源一直以来都是电源业的主要产品。但是，随着全球对高能效产品需求的不断增加，传统上采用更廉价但低能效的线性电源市场也将转向采用开关电源。在这一过渡时期，电源业为提高开关频率而不懈努力，以满足客户对功率更大、占用空间更小的电源的要求。这种发展趋势为开关电源开启了新的市场，并使部分设计工程师面临市场对开关电源设计的需求。 本文将阐明为非隔离式开关电源（SMPS）选用电感器的基本要点。所举实例适合超薄型表面贴装设计的应用，像电压调节模块（VRM）和负载点（POL）型电源，但不包括基于更大底板的系统。 图1所示为一个降压拓扑结构电源的架构，该构架广泛应用于输出电压小于输入电压的系统。在典型的降压拓扑结构电路中，当开关（Q1）闭合时，电流开始通过这个开关流向输出端，并以某一速率稳步增大，增加速率取决于电路电感。根据楞次定律，di=E*dt/L，流过电感器的电流所发生的变化量等于电压乘以时间变化量，再除以这个电感值。由于流过负载电阻RL的电流稳定增加，输出电压成正比增大。 在达到预定的电压或电流限值时，控制集成电路将开关断开，从而使电感周围的磁场衰减，并使偏置二极管D1正向导通，从而继续向输出电路供给电流，直至开关再度接通。这一循环反复进行，而开关的次数由控制集成电路来确定，并将输出电压调控在要求的电压值上。图2所示为在若干个开关循环周期内，流过电感器和其它降压拓扑电路元件上的电压和电流波形。

电感的稳定性

稳定性是表示电感线圈参数随环境条件变化而改变的程度。通常用电感温度系数αL来评定线圈的稳定程度，它表示电感量相对泪度的稳定性，其用下式计算: 电感温度系数主要是由于线圈导线受热作用后膨胀，使线圈产生几何变形而引起的。为了提高线圈温度的稳定性，可以采用热绕方法制作线圈:将绕制线圈的导线通上电流，使导线变热后再绕制线圈，这样可以使线圈冷却后收缩而紧贴在骨架上，不再容易发生受热后变形，相应地提高了稳定性。 除了温度外，温度也会引起电感线圈参数的变化。例如，湿度增大时会使线圈的分布电容和损耗增大，使线圈的稳定性降低。为了防止湿度对线圈参数的影响，在制作电感线圈时，通常均要采取防潮措施，例如采用环氧树脂封装或进行浸渍处理。