【導讀】本系列的上一篇文章介紹了如何為降壓開關穩壓器選擇電感器值。本周，我們將仔細研究開關模式轉換器中的電感器電流，并考慮增加或減少電路電感的潛在好處。
本系列的上一篇文章介紹了如何為降壓開關穩壓器選擇電感器值。本周，我們將仔細研究開關模式轉換器中的電感器電流，并考慮增加或減少電路電感的潛在好處。
圖 1.具有電感值的降壓轉換器功率級仿真原理圖。
讓我們刷新一下。上次我們用這兩張圖來結束：在 LTspice 中實現的降壓轉換器的原理圖（圖 1）；以及輸出電壓和電感電流的仿真結果（圖 2），其中包含恒定的 70 mA 負載電流作為參考。
圖 3.和電感紋波電流值。
雖然我們使用 30% 紋波電流作為目標，但更一般的指導方針是在 20% 到 40% 之間。基于此，我們完全在可接受的范圍內——我們有一個適當的電感值，如果認為有必要，這是一個很好的優化起點。
我還想評論一下當前波形的形狀。這是一種不平衡的三角波，如果您搜索開關調節器電感器電流的圖像，您會看到典型的波形。如果我們疊加開關控制波形（圖 4），我們會立即看到導致此特性的原因：
圖 4.疊加在開關調節器電感器電流波形上的開關控制波形。
正如紅色軌跡所示，我們的占空比遠低于 50%；因此，開啟時間明顯短于關閉時間。然而，電感器電流在周期的兩個部分中覆蓋相同的垂直距離，因此高于或低于 50% 的占空比會導致波形不平衡。
微調電感值
我們使用了一個基本公式來得出合理的電感值，但是我們應該從哪里開始呢？如果我們對 90 μH 提供的性能感到滿意，我們可以稱其良好并繼續進行下一個設計任務。但通常情況下，還有改進的空間。
較高電感值的好處
較高電感值的優點之一是減少輸出紋波：電感器電流紋波與電感成反比，如果電路中沒有其他任何改變，則更大的電感器紋波會導致更大的輸出紋波。
下圖（圖 5 和圖 6）顯示了原始電路 (L = 90 μH) 和 L = 30 μH 的修改電路的ΔI L和 ΔV OUT ；為了便于直觀比較，兩個軸的配置是相同的。
圖 5. L = 90 μH 時電感器電流和輸出電壓的紋波幅度。
圖 6. L = 30 μH 時電感器電流和輸出電壓的紋波幅度。
即使您并不特別關心 V OUT紋波，高電感器電流紋波仍然可能是不利的。它可能導致：
? 增加了有問題的 EMI 的產生。
? 由于流過電感器、開關和二極管的 RMS 電流較高，損耗較高，因此效率較低。
? 更容易進入不連續傳導模式 (DCM)。
我們還沒有討論過 DCM。簡而言之，當輕負載條件導致電感器電流在開關周期的一部分期間達到零時，就會發生 DCM。DCM 不受歡迎的程度，或者是否根本不受歡迎，取決于應用和轉換器設計的其他方面。
較低電感值的好處
考慮到所有這些，為什么我們決定使用較低的電感值？
首先，我們期望低值電感器或電容器能帶來非電氣方面的好處：更小、更便宜的元件。此外，較低的電感（與較低的電容一樣）可改善瞬態響應，這意味著轉換器可以更快地適應輸入電壓和負載電流的變化。
下一步：選擇電容器
關于開關穩壓器的電感器選擇主題，我們可能還有很多話要說，但我認為我們已經涵蓋了重要的原則：如何讀取和分析電感器電流值，以及高于或低于電感值的好處我們初的公式中的那個。在下一篇文章中，我們將探討電容器的選擇。
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