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ZHCUBL4A December 2023 – August 2024

2.2.1 电感器设计

在任何功率转换器设计中，电感器设计都是最重要的部分。与电感器设计相关的四个重要特性是电感值、纹波电流、饱和电流和直流电阻 (DCR)。

通常，电感值可以通过方程式 7 计算得出

方程式 7.

L \geq \frac{V_{i n} \times (V_{o u t} - V_{i n})}{Δ i_{L (p k - p k)} \times f_{s w} \times V_{o u t}}

其中，

V_out 是升压转换器的输出电压
V_in 是升压转换器的输入电压
f_SW 是转换器的开关频率
i_L 是电感器纹波电流

因此，电感器纹波也可以通过方程式 8 得出

方程式 8.

Δ i_{L (p k - p k)} \geq \frac{V_{i n} \times (V_{o u t} - V_{i n})}{L \times f_{s w} \times V_{o u t}}

其中，

V_out 是升压转换器的输出电压
V_in 是升压转换器的输入电压
L 是电感值
f_sw 是开关频率

从图 1-3 可看出，在最坏情况下，升压转换器或单相转换器的占空比为 25%。因此，针对相应的条件计算电感值。正常情况下，建议使用的电感器峰峰值电流应小于电感器平均电流的 40%，以获得最大输出电流。较大值的电感器产生的较小纹波可降低电感器的磁滞损失和 EMI。电感器的饱和电流必须大于计算出的峰值电感器电流。

在升压稳压器中，电感器直流电流可根据方程式 9 计算得出

方程式 9.

I_{L - D C} = \frac{V_{o u t} \times I_{o u t}}{V_{i n} \times η}

其中，

V_out 是升压转换器的输出电压
I_out 是升压转换器的输出电流
V_in 是升压转换器的输入电压
η 是电源转换效率

因此，电感器峰值电流根据方程式 14 计算得出，

方程式 10.

i_{L - p k} = i_{L - D C} + \frac{Δ i_{L (p k - p k)}}{2}

其中，

i_L(pk-pk) 是峰峰值电感器电流纹波