DCDC-BUCK中電感的選型思考

DCDC電路應該是硬件設計中最常見的電路，而Buck用得尤其多，下文介紹下電路中電感選型的幾個思考。

BUCK電路選型的最重要的兩個參數：電感值，電感電流。

電感電流一般有2個值：

Isat是指飽和電流，一般指飽和電流（Saturation Current）電感值下降到30%（不同廠家定義有所不同，一般為10%-30%）的電流。---dcdc電路中感電流瞬間值不能超過這個。

Irms是溫升電流，也就是加電流后，電感產品自我溫升溫度不超過40度時的電流。---dcc電路中電感電流有效值不能超過這個.

電感值計算公式：

Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)---同步BUCK，異步需要加入二極管的電壓

步驟：

（1）確認輸出電流Iout

（2）確認電感值

Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)

一般來說 △I（上圖的Ipp）取20%-30%的Iout（最大輸出電流），f為DCDC開關頻率

（3）根據Lmin選取L，一般略取大一點

（4）通過上面的公式計算△I，Imax

Imax=Iout+1/2 △I，飽和電流要大于Imax

（5）確認電感的飽和電流要大于Imax

溫升電流要大于Iout

確認輸出電流

以上公式網上頗多，如果只寫到這里，那么本文也沒什么價值。主要是有一個問題，上述的Iout到底取多少呢？是DCDC芯片的最大輸出電流能力，還是實際工作過程中真正使用的最大電流呢？

筆者認為應是DCDC芯片的最大輸出電流能力，比如2A的DCDC芯片，那么這里Iout取2A。

理由如下：假設實際要用到2A電流，與芯片能力是一樣的，那么不管取芯片電流能力還是實際使用電流，按照公式算得電感值是相同的，用這個電感可以設計出輸出2A的DCDC電路。這時如果用這個電路接入500mA的負載，即實際輸出電流是500mA，難道就不能用了，顯然是可以的。

由公式知道，L與輸出電流成反比，如果按照實際電流計算，在接小負載時，比如200mA，那么算得的L值是2A時的10倍，電感值大，體積就大，這是我們不希望的。

只不過如果按照芯片能力2A算得的電感，這時如果負載比2A要小，DCDC電路會比較容易進入斷續模式（DCM），即電感電流不連續。

另外值得一提的是，如果按照實際輸出電流來算電感值，電路當然也是可以工作的，只不過如果電感太大的話，可能會影響輸出的動態響應。

注意：電感值小的話，輸入輸出濾波電容容值就要大一些，電感值越小，電感電流峰峰值就越大，這個波動電流是需要電容進行充放電來完成的。輸出電壓紋波同等的情況下，充放電電流變大了，自然電容也會大一些。

電感選型時電流參數

Imax=Iout+1/2 △I

本來按照這個公式，電感的飽和電流要大于Imax，電感的溫升電流要大于Iout。Iout取芯片最大輸出能力電流，然后實際選型留70%-80%的余量，這樣設計電路功能是沒有問題的。

但有時可能有如下場景：DCDC芯片A是公司最常用的，芯片能力是3A，有個電路需要用到DCDC，實際最大電流需求是1A。按照上述公式來選，可能電感電流需要選到5A左右，但是實際工作中，可能Imax也就2A，那么能不能選個3A的電感呢？畢竟電流下，電感便宜，體積也小。

這是就需要權衡一下了，選用3A的電感，功能應該是沒問題的。但有些異常的情況，比如輸出短路，可能會導致無法啟動短路保護造成故障。因為一般DCDC芯片有短路保護，是在電流超過一定值的時候芯片會進入保護，3A的DC-DC，短路保護電流值一般是4-5A，如果電感最大工作電流過小，可能會造成電感在燒壞前還沒有啟動過流保護。

所以，如果可以的話，還是按照Imax=Iout+1/2△I這個公式，Iout取DCDC芯片的最大輸出能力來算。