DC-DC开关电源电感选型指南

DC_DC电感选型指南

一：电感主要参数意义

DC-DC外围电感选型需要考虑以下几个参数：电感量L，自谐频率f0,内阻DCR，饱和电流Isat，有效电流Irms。

电感量L：L越大，储能能力越强，纹波越小，所需的滤波电容也就小。但是L 越大，通常要求电感尺寸也会变大，DCR增加。导致DC-DC效率降低。相应的电感成本也会增加。

自谐频率f0：由于电感中存在寄生电容，使得电感存在一个自谐振频率。超过此F0是，电感表现为电容效应，低于此F0，电感才表现为电感效应（阻抗随频率增大而增加）。

内阻DCR：指电感的直流阻抗。该内阻造成I2R的能量损耗，一方面造成DC-DC 降低效率，同时也是导致电感发热的主要原因。

饱和电流Isat：通常指电感量下降30%时对应的DC电流值。

有效电流Irms：通常指是电感表面温度上升到40度时的等效电流值。

二：DC-DC电感选型步骤

1，根据DC-DC的输入输出特性计算所需的最小电感量。

对于Buck型DC-DC，计算公式如下

Lmin=【V out*（1-V out/Vinmax）】/Fsw*Irpp

其中：Vinmax = maximum input voltage Vout = output voltage

fsw = switching frequency Irpp = inductor peak-to-peak ripple current

通常将Irpp控制在50%的输出额定电流Irate。则上述公式变化如下：

Lmin=2*【V out*（1-V out/Vinmax）】/Fsw*Irate

对于Boost型DC—DC的Lmin电感计算公式如下：

Lmin=2*【Vinmax*（1-Vinmax/V out）】/Fsw*Irate

2，根据电感的精度，计算出有一定裕量的电感值例如：对于20%精度的电感，考虑到5%的设计裕量。则Dc-DC所需的电感为

L=1.25*Lmin

3，确定我们所需的电感为比计算出的电感L稍大的标称电感例如：有一手机使用Buck型DC-DC，其输入为电池Vinmax= =4.2V，开关频率Fsw=1.2MHZ，输出电流Irate=500mA，输出电源Vout=1.2V

则其DC-DC所需的电感Lmin= [2*1.2*（1-1.2/4.2）]/(1.2*0.5)uH=2.85uH L=2.86uH*1.25=3.57uH.

距离3.57uH最近的一个标称电感为4.7uH，所以DC-DC外部电感选用

4.7uH电感。

4，在给定的的标称电感下，考虑以下限制因素最终决定电感的选型。

1），电感自谐频率f0需10倍于开关频率Fsw以上。

2），饱和电流Isat和有效电流Irms中较低的一个需是DC-DC额

定电流输出Irate的1.3倍以上。

3），DCR越低越好

4），叠层电感比绕线电感好（损耗小）

5），带屏蔽的电感比不带屏蔽的电感好。（改善EMI）

另外，电感的成本和体积也是需要权衡的。

如果确定开关电源电感值

如果确定开关电源电感值 开关电源电感器是开关电源设备的重要元器件，它是利用电磁感应的原理进行工作的。它的作用是阻交流通直流,阻高频通低频(滤波)，也就是说高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力，很难通过，而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小，即低频信号可以较容易的通过它。电感线圈对直流电的电阻几乎为零。 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开关电源的架构，该构架广泛应用于输出电压小于输入电压的开关电源系统。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，开关电源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。 电感值对于在开关电源开关断开期间保持流向负载的电流很关键。所以必须算出保持降压变换器输出电流所必需的最小电感值，以确保在输出电压和输入电流处于最差条件下，仍能够为负载供应足够的电流。为确定最小的电感值，

如何为开关电源选择合适的电感

如何为开关电源选择合适的电感 电感，一直以来都有些许神秘：它可以产生磁场，把磁场和电场联系起来；电感的电流I不能突变，但电流变化率dI/dt可以突变；电感的储能与其流过的电流有关。 铁氧体和铁粉是用于开关电源电感的两种磁芯材料。应用于电源的储能电感通常制成闭环，使得整个磁场包含在电感的内部，因此磁通大小与磁芯的存储能量将表征磁芯材料的特性。 以Buck电路的输出电感为例。该电感的磁芯具有一定的直流分量，适用的材质有：（1）铁粉芯 碾磨的铁粉与其他的合金组成的精细颗粒与绝缘材料涂层构成磁粉芯。铁粉颗粒周围的绝缘颗粒构成了铁粉芯的内在分散气隙。 （2）带气隙的铁氧体磁芯 Buck电路的电感具有一定的直流分量。若不开气隙，铁氧体磁芯极其容易饱和。开气隙后，闭合磁路的磁通将快速增大。由于空气的相对磁导率为1，且磁芯材料的相对磁导率为几千以上，所以，磁芯中的大部分能量将存储在气隙磁通中。 气隙降低了磁芯的有效磁导率，整个B-H曲线会倾斜，增大了饱和时的磁场强度H，磁芯不太容易饱和。图 1为不开气隙和开气隙的B-H曲线。 图 1 电感B-H曲线 通常我们会发现，大多数采用铁氧体的电感设计，其磁芯损耗仅为电感总损耗（线圈加上磁芯损耗）的5%~10%。但是若电感采用铁粉芯，则该值会增加到20%~30%。 一、电感：磁芯的饱和 当流过电感的电流（或磁场强度）大于一定值时，电感的磁芯可能饱和。当其饱和时，其感量会减小，并接近于0。 某反激电路的限流电阻上的电压波形如图 2所示（反激变换器中变压器的初、次级可以看成一对耦合电感）。从图中可以看出流经初级电感的电流波形。当电流增大时，电感逐渐饱和，电感量减小，从而导致梯形电流的波形的斜率增大。

开关电源电感的选取

为开关电源选择合适的电感 电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。 电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。 杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集”为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。 当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点： 1. 当电感L 中有电流I 流过时，电感储存的能量为： E＝0.5×L×I2 (1) 2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为： V＝(L×di)/dt (2) 由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。 3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感电压变化，电流变化率di/dt 也将变化；正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。 计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要 从图1 可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR。这个纹波电压应尽可能低，以免影响电源系统的正常操作，一般要求峰峰值为10mV~500mV。 纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸，纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%，因此对降压型电源来说，流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。 降压型开关电源的电感选择 为降压型开关电源选择电感器时，需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大

明纬开关电源S-35-5V

明纬开关电源S-35-5V

芯片选用 1.采用进口原厂芯片。 2.长寿命50000小时以上。 3.光色更稳定，使用寿命长。

4.更加节能环保。 电源使用 1.所有电容均采用105·C以上长寿命电容，其它元件也采用高品质。 2.100%满载老化测试。 3.工作环境温度可高达70·C。 4.有短路保护，过载保护，过压保护。 5.电路设计方案上却采用最稳定、安全的方案。 工艺流程 1.无间隙接触基板，芯片导热可谓完美，大大增加寿命，减少光衰。 2.焊接时选择恒温烙铁，焊接温度为260·C，烙铁与焊盘一次接触的时间不 超过3秒,减少烙铁温度和静电对芯片的伤害。 3.散热硅胶全部适用上好品质的硅胶，使散热效果更好。 4.所有导线全部都套上热缩管，使导线更耐磨、耐温、耐酸、碱盐，增长使用寿命。 开关电源具有体积小，重量轻，效率高等特点，因此作为直流稳压电源广泛用于监控摄像机，LED灯具，LED发光字灯箱广告。电脑，通讯设备，工业控制，家电，交通，楼宇等领域。 产品特点 ●采用进口元器件，可靠性高 ●直流纹波小，工作效率高

●内置EMI滤波器，抗干扰性能好 ●设计软启动电路，交流浪涌电流限制 ●工作温度低，使用寿命长 ●绝缘性能好，抗电强度高 ●满载高温烧机100%老化测试 ●输入电压范围宽，符合全球使用标准 ●体积小，重量轻，外观精美 ●具有短路，过载，过压保护功能 端子说明及接线方法 L、N交流输入端FG 接地标记 V+直流输出正端V-COM直流输出负端 ADJ可调电位器微调输出直流电压 注意事项 1、在确定电源输出功率时，要考虑电源不宜长时间连续处于满载工作状态，在连续长时间工作条件下，开关电源的使用效率为80%，比如选用100W输出功率的电源，使用功率为80W，否则将有可能造成人为的早期失效。电源需确保长期使用，请留出余地使用。 2、为确保安全，金属外壳要可靠接地，但切不可误接，正确接在地线螺丝端子上。 3、根据输入交流电压220V，以免损坏开关电源。 4、本产品须在表中各项参数条件下使用，以免发生故障。

浅谈开关电源输出电感的设计

――DC/DC 电路中电感的选择 原文：Fairchild Semiconductor AB-12：Insight into Inductor Current 下载 翻译：frm （注：只有充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作用，才能更优的设计DC/DC电路。本文还包括对同步DC/DC及异步DC/DC概念的解释。） 本文PDF文档下载 简介 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。本文专注于解释：电感上的DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L（C是其中的输出电容）。虽然这样理解是正确的，但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。 在降压转换中（Fairchild典型的开关控制器），电感的一端是连接到DC输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 在状态1过程中，电感会通过（高边“high-side”）MOSFET连接到输入电压。在状态2过程中，电感连接到GND。由于使用了这类的控制器，可以采用两种方式实现电感接地：通过二极管接地或通过（低边“low-side”）MOSFET接地。如果是后一种方式，转换器就称为“同步（synchronus）”方式。 现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1过程中，电感的一端连接到输入电压，另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器，输入电压必须比输出电压高，因此会在电感上形成正向压降。相反，在状态2过程中，原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器，输出电压必然为正端，因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式： V=L(dI/dt) 因此，当电感上的电压为正时（状态1），电感上的电流就会增加；当电感上的电压为负时（状态2），电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2所示： 通过上图我们可以看到，流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式，我们可以计算出峰值电流：

明纬电源产品手册RFP-M1M3-3A-SPEC-CN

?RF 遥控器时尚超薄，重量轻，便于携带；接收器小巧，便于安装。?RF 遙控具有低功耗，远距离，障碍物穿透能力强，独立ID ，无干扰。 ???1台接收器兼容6台不同功能的遙控器，用一台接收器即可体验到调光、调色遥控器操作简单明了。 ??? 5年保固 ?LED 灯带照明。??LED 装饰灯。 特性■应用■4096级灰度等级(市面产品多为256级),调光更柔和细腻，动态变化更丰富多彩。温、RGB 控制。 自动休眠功能，当触摸遥控器处于无人操作超过30S ，能自动进入待机状态，延长电池使用时间。室内LED 照明。描述 ■RF 系列控制器具有极强的无线信号穿透力；独立ID 码，抗干扰。接收器最多能同时学习 10个遥控器，搭配 不同遥控器可以实现调光、调色温及RGB 控制；灰度等级高，使调光更柔和细腻，动态变化更丰富多彩。 电气规格 接收器 型号：M3-3A 输入电压：12~24VDC 最大负载电流：3Ax3CH 最大负载功率：108W (12V )/216W (24V )灰度等级：最大4096x4096x4096工作温度：-30℃~55℃ 产品尺寸：L135xW30xH20(mm )重量（净重）：47g 遥控器型号：M1 工作电压：DC3V (battery CR2032)工作频率：433.92MHz 遥控距离：40~50m 工作温度：-30℃~55℃产品尺寸：L104xW58xH9(mm )重量（净重）：42g 包装：0.14Kg;50pcs/7.53Kg/L44xW32xH21cm 工作湿度：20~90%RH ,无冷凝工作湿度：20~90%RH ,无冷凝总重量（毛重）：0.14Kg(吸塑包装)

如何为开关电源选择合适的电感(完整版)

如何为开关电源选择合适的电感 中心议题： 电感的特点 降压型开关电源的电感选择 升压型开关电源的电感选择 解决方案： 计算降压型开关电源的电感值 计算升压型开关电源的电感值 电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。 电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集中”为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。 当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点： 1. 当电感L中有电流I流过时，电感储存的能量为：E＝0.5×L×I2 (1) 2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为：V＝(L×di)/dt (2) 由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。 3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感电压变化，电流变化率di/dt也将变化；正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。 计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要。 从图1可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR。这个纹波电压应尽可能低，以免影响电源系统的正常操作，一般要求峰峰值为10mV~500mV。 纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸，纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%，因此对降压型电源来说，流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。 降压型开关电源的电感选择 为降压型开关电源选择电感器时，需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大纹波电流、占空比。下面以图2为例说明降压型开关电源电感值的计

开关电源中电感的设计

开关电源中电感的设计 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。本文专注于解释：电感上的DC 电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC 滤波电路中的L（C 是其中的输出电容）。虽然这样理解是正确的，但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。 在降压转换中（Fairchild典型的开关控制器），电感的一端是连接到DC 输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 在状态1 过程中，电感会通过（高边“high-side”）MOSFET连接到输入电压。在状态2 过程中，电感连接到GND。由于使用了这类的控制器，可以采用两种方式 实现电感接地：通过二极管接地或通过（低边“low-side”）MOSFET接地。如果是后 一种方式，转换器就称为“同步（synchronus）”方式。 现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1 过程中，电感的一端连接到输入电压，另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器，输入电压必须比输出电压高，因此会在电感上形成正向压降。相反，在状态2 过程中，原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器，输出电压必然为正端，因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式： V=L(dI/dt) 因此，当电感上的电压为正时（状态1），电感上的电流就会增加；当电感上的电压为负时（状态2），电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2 所示：

通过上图我们可以看到，流过电感的最大电流为DC 电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式，我们可以计算出峰值电流： 其中，ton 是状态1 的时间，T 是开关周期（开关频率的倒数），DC 为状态1 的占空比。 警告：上面的计算是假设各元器件（MOSFET上的导通压降，电感的导通压降或异步电路中肖特基二极管的正向压降）上的压降对比输入和输出电压是可以忽略的。 如果，器件的下降不可忽略，就要用下列公式作精确计算： 同步转换电路： 异步转换电路：其中，Rs 为感应电阻阻抗加电感绕线电阻的阻。Vf 是肖特基二极管的正向压降。R 是Rs加MOSFET 导通电阻，R=Rs+Rm。

开关电源EMI滤波器的正确选择与使用

开关电源ＥＭＩ滤波器的正确选择与使用 １插入损耗和滤波电路的选择 在用户选择滤波器时，最关心插入损耗性能。但是，往往插入损耗相近的滤波器，在实际运用中效果相差甚远。究其主要原因是，相近插入损耗的滤波器可由不同的电路实现。这和理论分析是吻合的，因为插入损耗本身是个多解函数。 所以，选择滤波器时首先应选择适合你所用的滤波电路和插入损耗性能。要做到这一点，就要求了解所使用电源的等效噪声源阻抗和所需要对噪声的抑制能力。这符合“知己知彼，百战百殆”的客观规律。 那么滤波电路和电源等效噪声之间存在什么样的关系呢？ 众所周知，ＥＭＩ滤波器是由Ｌ、Ｃ构成的低通器件。为了在阻带内获得最大衰减，滤波器输入端和输出端的阻抗需与之连接的噪声源阻抗相反，即对低阻抗噪声源，滤波器需为高阻抗（大的串联电感）；对高阻抗噪声源，滤波器就需为低阻抗（大的并联电容）。对于ＥＭＩ滤波器，这些原则应用于共模和差模中。 如按此原则选用的滤波器，在实际运用中仍存在效果相差很多的现象，特别发生在重载和满载的情况下。造成这一问题的主要原因可能是滤波器中的电感器件在重载和满载时，产生饱和现象，致使电感量迅速下降，导致插入损耗性能大大变坏。其中尤以有差模电感的滤波器为多。因差模电感要流过电源火线或零线中的全部工作电流，如果差模电感设计不当，电流一大，就很容易饱和。当然也不排除共模扼流圈，因生产工艺水平较差，两个绕组不对称，造成在重载或满载时产生磁饱和的可能。 图1 共模滤波器模型 1.1.2差模滤波电路 由于开关电源的开关频率谐波噪声源阻抗为低阻抗，所以与之相对应的滤波器输出端应是高阻抗串联大电感ＬＤＭ。 ＡＣ电网火线和零线之间是低阻抗，所以与之对应的滤波器输入端也应是高阻抗串联大电感ＬＤＭ。如果想再进一步抑制差模噪声，可以在滤波器输入端并接线间电容ＣＸ１，条件是它的阻抗要比ＡＣ电网火线、零线之间的阻抗还要低得多。 开关电源工频谐波噪声源阻抗是高阻抗，所以与之相对应的滤波器输出端应是低阻抗并联大电容ＣＸ２。 合成的差模滤波电路参见图２。 最后，完整的共、差模滤波电路参见图３。

DC-DC电感参数选择计算

DC-DC升压和降压电路电感参数选择 注：只有充分理解电感在DC-DC电路中发挥的作用，才能更优的设计DC-DC电路。本文还包括对同步DC-DC及异步DC-DC概念的解释。 DC-DC电路电感的选择简介 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。本文专注于解释：电感上的DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L（C是其中的输出电容）。虽然这样理解是正确的，但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。在降压转换中（Fairchild典型的开关控制器），电感的一端是连接到DC输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 在状态1过程中，电感会通过（高边“high-side”）MOSFET连接到输入电压。在状态2过程中，电感连接到GND。由于使用了这类的控制器，可以采用两种方式实现电感接地：通过二极管接地或通过（低边“low-side”）MOSFET接地。如果是后一种方式，转换器就称为“同步（synchronus）”方式。 现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1过程中，电感的一端连接到输入电压，另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器，输入电压必须比输出电压高，因此会在电感上形成正向压降。相反，在状态2过程中，原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器，输出电压必然为正端，因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式： V=L(dI/dt)

开关电源的电感选择和布局布线

开关电源的电感选择和布局布线 开关电源（SMPS，Switched-Mode Power Supply）是一种非常高效的电源变换器，其理论值更是接近100%，种类繁多。按拓扑结构分，有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等；按开关控制方式分，有PWM、PFM；按开关管类别分，有BJT、FET、IGBT等。本次讨论以数据卡电源管理常用的PWM控制Buck、Boost型为主。 开关电源的主要部件包括：输入源、开关管、储能电感、控制电路、二极管、负载和输出电容。目前绝大部分半导体厂商会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar 工艺的电源管理IC中，极大简化了外部电路。其中储能电感作为开关电源的一个关键器件，对电源性能的好坏有重要作用，同时也是产品设计工程师重点关注和调试的对象。随着像手机、PMP、数据卡为代表的消费类电子设备的尺寸正朝着轻、薄、小巧、时尚的趋势发展，而这正与产品性能越强所要的更大容量、更大尺寸的电感和电容矛盾。因此，如何在保证产品性能的前提下，减小开关电源电感的尺寸（所占据的PCB面积和高度）是本文要讨论的一个重要命题，设计者将不得不在电路性能和电感参数间进行折中（Tradeoff）。 任何事物都具有两面性，开关电源也不例外。坏的PCB布局布线设计不但会降低开关电源的性能，更会强化EMC、EMI、地弹（grounding）等。在对开关电源进行布局布线时应注意的问题和遵循的原则也是本文要讨论的另一重要命题。 一开关电源占空比D、电感值L、效率η公式推导 Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构，本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型[1]： 图1-1 Buck电路参考模型 参考电路模型默认电感的DCR（Direct Constant Resistance）为零。

共模电感的参数选择

开关电源EMI滤波器的设计 要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减特性，设计与开关电源共模、差模噪声等效电路端接的EMI滤波器时，就要分别设计抗共模干扰滤波器和抗差模干扰滤波器才能收到满意的效果。1抗共模干扰的电感器的设计 电感器是在同一磁环上由两个绕向与匝数都相同的绕组构成。当信号电流在两个绕组流过对，产生的磁场恰好抵消，它可几乎无损耗地传输信号。因此，共模电流可以认为是地线的等效干扰电压Ug所引起的干扰电流。当它流经两个绕组时，产生的磁场同相叠加，电感器对干扰电流呈现出较大的感抗，由此起到了抑制地线干扰的作用。电路如图1所示。 I Bel 信号源至负载RL连接线的电阻为Rcl、Rc2，电感器自感为L1、L2，互感为M，设两绕组为紧耦合，则得到L1 = L2 = M。由于Rcl和RL串联且Rcl vv RL，则可以不考虑Vg，Vg 被短路可以不考虑Vg的影响。其中（Is是信号电流，Ig是经地线流回信号源的电流。由基尔霍夫定律可写出： 吒=址员+島+沖佗2Af＞］-址島+沖心一⑷］ 0 ■-人［& + 酒U一+ + j和仏） 令Ai ■■ Xt ?= M = ￡為朕氐 得到 R L X f

式（2）表明负载上的信号电压近似等于信号源电压，即共模电感传输有用信号时几乎不引入衰减。由（1）式得知，共模千扰电流Ig随f: fc的比值增大而减小。当f: fc的比值趋于无穷时，Ig=0，即干扰信号电流只在电感器的两个绕组中流过而不经过地线，这样就达到了抑制共模干扰的作用。所以，可以根据需要抑制的干扰电压频率来设置电感器截止频率。 一般来说，当干扰电压频率f > 5fc时，即Vn: Vg< 0.197,就可认为达到有效抑制地线中心干扰的目的。 2?抗差模干扰的滤波器设计 差模干扰的滤波器可以设计成n型低通滤波器，电路如图2所示。这种低通滤波器主要是设置电路截止频率人的值达到有效地抑制差模传导干扰的目的。

开关电源设计中电感的选择

电子变压器与电感网 https://www.wendangku.net/doc/7f18266003.html,/news/201052.html 开关电源设计中电感的选择 【大比特导读】在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。 工程师不仅要选择电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。本文专注于解释：电感上的DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必 要的信息。 深入剖析电感电流 ――DC/DC 电路中电感的选择 只有充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作用，才能更优的设计DC/DC电路。本文还包 括对同步DC/DC及异步DC/DC概念的解释。 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感 值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。本文专注于解释：电感上的 DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。虽然 这样理解是正确的，但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。 在降压转换中，电感的一端是连接到DC输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输 入电压或GND。 在状态1过程中，电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。在状态2 过程中，电感连接到GND。由于使用了这类的控制器，可以采用两种方式实现电感接地：通 过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。如果是后一种方式，转换器就称为 “同步(synchronus)”方式。

现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1过程中，电感的一端连接到输入电压，另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器，输入电压必须比输出电压高，因此会在电感上形成正向压降。相反，在状态2过程中，原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器，输出电压必然为正端，因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式： V=L(dI/dt) 因此，当电感上的电压为正时(状态1)，电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2)，电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2所示： 通过上图我们可以看到，流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式，我们可以计算出峰值电流：

开关电源-明纬RS-50

SPECIFICATION MODEL RS-50-3.3RS--550RS--1250RS--1550RS--2450RS--4850DC VOLTAGE RATED CURRENT CURRENT RANGE RATED POWER OUTPUT VOLTAGE ADJ. RANGE LINE REGULATION Note.4LOAD REGULATION Note.5 SETUP, RISE TIME HOLD TIME (Typ.)VOLTAGE RANGE FREQUENCY RANGE EFFICIENCY(Typ.)AC CURRENT (Typ.) INPUT INRUSH CURRENT (Typ.)LEAKAGE CURRENT SAFETY STANDARDS HARMONIC CURRENT EMS IMMUNITY WORKING TEMP. WORKING HUMIDITY STORAGE TEMP., HUMIDITY TEMP. COEFFICIENT VIBRATION MTBF DIMENSION OTHERS NOTE PACKING OVER LOAD OVER VOLTAGE 3.3V 5V 12V 15V 24V 48V 10A 10A 4.2A 3.4A 2.2A 1.1A 0 ~ 10A 0 ~ 10A 0 ~ 4.2A 0 ~ 3.4A 0 ~ 2.2A 0 ~ 1.1A 33W 50W 50.4W 51W 52.8W 52.8W 80mVp-p 80mVp-p 120mVp-p 120mVp-p 120mVp-p 200mVp-p 3V ~ 3.6V 4.75 ~ 5.5V 10.8 ~ 13.2V 13.5 ~ 1 6.5V 22 ~ 2 7.2V 42 ~ 54V 3.0% 2.0% 1.0% 1.0% 1.0% 1.0%0.5%0.5%0.5%0.5%0.5%0.5%2.0% 1.0% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 500ms, 20ms/230VAC 1200ms, 30ms/115VAC at full load 60ms/230VAC 14ms/115VAC at full load 88 ~ 264VAC 125 ~ 373VDC (Withstand 300VAC surge for 5sec. Without damage)47 ~ 63Hz 72% 3.8 ~ 4.45V 5.75 ~ 6.75V 13.8 ~ 16.2V 1 7.25 ~ 20.25V 27.6 ~ 32.4V 78% 81% 83% 84% 86% 1.3A/115VAC 0.8A/230VAC COLD START 33A/230VAC <2mA / 240VAC 110 ~ 150%rated output power Protection type : Hiccup mode, recovers automatically after fault condition is removed UL60950-1,TUV EN60950-1Approved Compliance to EN55022 (CISPR22) Class B Compliance to EN61000-3-2,-3 -25 ~ +70(Refer to output load derating curve)20 ~ 90% RH non-condensing -40 ~ +85 , 10 ~ 95% RH 0.03%/(0 ~ 50) 10 ~ 500Hz, 5G 10min./1cycle, period for 60min. each along X,Y, Z axes 228Khrs min. MIL-HDBK-217F (25) 99*97*36mm (L*W*H) 0.41Kg; 45pcs/19.5Kg/0.9CUFT Protection type :Hiccup mode, recovers automatically after fault condition is removed Universal AC input / Full range Protections:Short circuit/Over load/Over voltage Cooling by free air convection LED indicator for power on 100% full load burn-in test All using 105 Withstand 300VAC surge input for 5 second High operating temperature up to 70Withstand 5G vibration test High efficiency, long life and high reliability 3 years warranty long life electrolytic capacitors Features : WITHSTAND VOLTAGE ISOLATION RESISTANCE I/P-O/P:3KVAC I/P-FG:1.5KVAC O/P-FG:0.5KVAC I/P-O/P, I/P-FG, O/P-FG:100M Ohms/500VDC ENVIRONMENT SAFETY &EMC (Note 6) PROTECTION EMI CONDUCTION & RADIATION 1. All parameters NOT specially mentioned are measured at 230VAC input, rated load and 25of ambient temperature. 2. Ripple & noise are measured at 20MHz of bandwidth by using a 12" twisted pair-wire terminated with a 0.1uf & 47uf parallel capacitor. 3. Tolerance : includes set up tolerance, line regulation and load regulation. 4. Line regulation is measured from low line to high line at rated load. 5. Load regulation is measured from 0% to 100% rated load. 6. The power supply is considered a component which will be installed into a final equipment. The final equipment must be re-confirmed that it still meets EMC directives. RIPPLE & NOISE (max.)Note.2VOLTAGE TOLERANCE Note.3Compliance to EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11; ENV50204, EN61000-6-2 (EN50082-2) heavy industry level, criteria A 55.2 ~ 64.8V

DCDC 电路中电感的选择

DC/DC 电路中电感的选择 在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。本文专注与解释：电感上的DC 电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。 理解电感的功能 电感常常被理解为开关电源输出端中的LC 滤波电路中的L（C 是其中的输出电容）。虽然这样理解是正确的，但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。在降压转换中（Fairchild 典型的开关控制器），电感的一端是连接到DC 输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。 在状态1 过程中，电感会通过（高边“high-side”）MOSFET 连接到输入电压。在状态2 过程中，电感连接到GND。由于使用了这类的控制器，可以采用两种方式实现电感接地：通过二极管接地或通过（低边“low-side”）MOSFET 接地。如果是后一种方式，转换器就称为“同步（synchronus）”方式。 现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态 1 过程中，电感的一端连接到输入电压，另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器，输入电压必须比输出电压高，因此会在电感上形成正向压降。相反，在状态 2 过程中，原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器，输出电压必然为正端，因此会在电感上形成负向的压降。 我们利用电感上电压计算公式： V=L(dI/dt) 因此，当电感上的电压为正时（状态1），电感上的电流就会增加；当电感上的电压为负时（状态2），电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2 所示： 通过上图我们可以看到，流过电感的最大电流为DC 电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式，我们可以计算出峰值电流： 其中，ton 是状态1 的时间，T 是开关周期（开关频率的倒数），DC 为状态1 的占空比。 警告：上面的计算是假设各元器件（MOSFET 上的导通压降，电感的导通压降或异步电路中肖特基二极管的正向压降）上的压降对比输入和输出电压是可以忽略的。 如果，器件的下降不可忽略，就要用下列公式作精确计算：

DC-DC开关电源电感选型指南

DC_DC电感选型指南 一：电感主要参数意义 DC-DC外围电感选型需要考虑以下几个参数：电感量L，自谐频率f0,内阻DCR，饱和电流Isat，有效电流Irms。 电感量L：L越大，储能能力越强，纹波越小，所需的滤波电容也就小。但是L 越大，通常要求电感尺寸也会变大，DCR增加。导致DC-DC效率降低。相应的电感成本也会增加。 自谐频率f0：由于电感中存在寄生电容，使得电感存在一个自谐振频率。超过此F0是，电感表现为电容效应，低于此F0，电感才表现为电感效应（阻抗随频率增大而增加）。 内阻DCR：指电感的直流阻抗。该内阻造成I2R的能量损耗，一方面造成DC-DC 降低效率，同时也是导致电感发热的主要原因。 饱和电流Isat：通常指电感量下降30%时对应的DC电流值。 有效电流Irms：通常指是电感表面温度上升到40度时的等效电流值。 二：DC-DC电感选型步骤 1，根据DC-DC的输入输出特性计算所需的最小电感量。 对于Buck型DC-DC，计算公式如下 Lmin=【V out*（1-V out/Vinmax）】/Fsw*Irpp 其中：Vinmax = maximum input voltage Vout = output voltage fsw = switching frequency Irpp = inductor peak-to-peak ripple current 通常将Irpp控制在50%的输出额定电流Irate。则上述公式变化如下： Lmin=2*【V out*（1-V out/Vinmax）】/Fsw*Irate 对于Boost型DC—DC的Lmin电感计算公式如下： Lmin=2*【Vinmax*（1-Vinmax/V out）】/Fsw*Irate 2，根据电感的精度，计算出有一定裕量的电感值例如：对于20%精度的电感，考虑到5%的设计裕量。则Dc-DC所需的电感为 L=1.25*Lmin

明纬电源NES-100系列规格书明纬电源选型手册明纬电源型号表

100W
■
NES-100
: LED 100% 2 ： / /
(
)
2
3 4 5
、
(Typ.)
(Typ.)
(Typ.)
(Typ.)
、
6
(
7)
MTBF
NES-100-5 NES-100-7.5 NES-100-9 NES-100-12 NES-100-15 12V 5V 15V 7.5V 9V 20A 8.5A 11.2A 7A 13.6A 0 ~ 11.2A 0 ~ 13.6A 0 ~ 8.5A 0 ~ 20A 0 ~ 7A 100.8W 102W 100W 105W 102W 120mVp-p 120mVp-p 120mVp-p 80mVp-p 120mVp-p 4.75 ~ 5.5V 7.13 ~ 8.3V 8.55 ~ 9.9V 11.4 ~ 13.2V 14.25 ~ 16.5V 1.0% 1.0% 1.0% 2.0% 1.0% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 1000ms, 20ms/230VAC 1000ms,20ms/115VAC( ) 30ms/230VAC 25ms/115VAC( ) 85 ~ 132VAC/176~264VAC( ) 248 ~ 373VDC 47 ~ 63Hz 83% 81% 84% 81% 80% 2A/115VAC 1.2A/230VAC ：45A <2mA / 240VAC 110%~ 150% : ， 5.75 ~ 6.75V 8.6 ~ 10.1V 10.4 ~ 12.2V 13.8 ~ 16.2V 17.25 ~ 20.25V : ， -20～+60℃ ( " ") 20 ~ 90% RH, -40 ~ +85℃, 10 ~ 95% RH 0.03%/℃ (0～50℃) 10 ~ 500Hz, 2G 10 / , X、Y、Z 60 UL60950-1, CB(IEC60950-1),CCC GB4943.1:2011 I/P-O/P:3KVAC I/P-FG:2KVAC O/P-FG:0.5KVAC I/P-O/P, I/P-FG, O/P-FG:100M Ohms / 500VDC / 25℃/ 70% RH EN55022 (CISPR22) Class B, EN61000-3-2,-3 EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11, EN55024, EN61000-6-1,A ≥320.7K hrs. MIL-HDBK-217F (25℃) 159*97*38mm (L*W*H) 0.55Kg; 30pcs/17.5Kg/0.97CUFT
230VAC、 ， 。 。 2000 、25℃ 0.1uf 47uf 。 。 “N” ， 。 “L” 。 。 ， 20MHZ 。
NES-100-48 48V 24V 4.5A 2.3A 0 ~ 4.5A 0 ~ 2.3A 110.4W 108W 150mVp-p 120mVp-p 22.8 ~ 26.4V 45.6 ~ 52.8V 1.0% 1.0% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5%
NES-100-24
86%
86%
27.6 ~ 32.4V
55.2 ~ 64.8V
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
， ： GB4943.1 DC
： 12" 、 : , : 0% 100% ， ， ，
详情请看，ｗｗｗ．ｍｅａｎｗｅｌｌ－ｃｈｉｎａ．ｃｏｍ
File Name:NES-100-SPEC 2013-07-15

开关电源电感大小计算]

为开关电源选择合适的电感 感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。 电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集中”为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。 当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点： 1. 当电感L中有电流I流过时，电感储存的能量为： E＝0.5×L×I2 (1) 2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为： V＝(L×di)/dt (2) 由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。 3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感电压变化，电流变化率di/dt也将变化；正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。 计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常 重要。 从图1可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×R ESR。这个纹波电压应尽可能低，以免影响电源系统的正常操作，一般要求峰峰值为 10mV~500mV。