【电路设计笔记】6.电感和开关电源问题的讨论
前两天，开始我们乐创客第一块开发板的设计，当我在进行电路设计时，我发现一些电路设计软件的使用，一些电路设计的方案，一些创新的想法，一些元器件的选型这些都是可以记录成文，并且分享出来一起讨论的。因此从本节文字开始，正式开启电路【电路设计笔记】的更新。当然，这里的部分电路是我用了非常多年的成熟电路，一些电路是我临时创新想出的未经过验证的电路，这些没有被验证的电路我会指出来，大家阅读时如果发现有问题也希望不吝指出。
电感值 (L)：电感值是实现所需电路功能的主要参数，也是大 多数设计程序中第一个要计算的参数。计算的电 感值要能够提供最小的能量储存（或伏特-微秒容 量）以及减少输出电流纹波。使用小一点的电感 值会增加直流输出的交流纹波。使用太大或太小的电感值可能会使转换器在连续与非连续运行模 式之间变化。
容差：大多数 DC-DC 转换器的应用对电感容差没有特别严格的要求。对于大多数元件来说，选择标准容差产品合乎成本效益，并且能够满足绝大多数转换器 的要求。一般来说电感容差是±20%，适用于大多数转换器。
直流电阻 (DCR)：DCR 只是电感所使用的铜线的一个量度。它严格 基于铜线直径和长度。在目录中通常规定为“最大值”，但也可以规定为带容差的标称值。第二种方法通过给出标称值或预期电阻可能更具指导性。跟通常为铜材的线圈材料的电阻率一样，DCR随温度的变化而变化。DCR 额定应考虑环境测试温度，这是很重要的。
交流电阻 此参数一般不会在电感数据表中显示，它通常不是一个问题，除非工作频率或电流的交流成分比直流 成分大。由于集肤效应，大多数电感线圈的电阻随工作频率 的增大而增大。如果交流或纹波电流相对于平均或直流电流要小，那么 DCR 是一个很好的电阻损耗度量标准。集肤效应随铜线直径和频率的变化而变化 ，因此，要包含此数据就需要目录所列的每一 电感的完整频率曲线。
自谐频率 (SRF)：每个电感线圈都有一些联带的分布电容，与电感值一起形成一个有自谐频率的并联谐振回路。对 于大多数转换器来说，电感最好是在远低于SRF 的频率下工作。这个通常在电感数据中显示为“典型”值。
电流额定值：在确定一个功率电感时，电流额定值或许是最难确 定的额定值。在整个开关循环过程中，通过 DCDC 转换器电感的电流总是在变化，并且可能是循 环到循环的变化，这取决于转换器的运作，包括由于突加负载或线路变化而产生的瞬变电流或尖峰电流。这就产生一个不断变化的电流值，有时具有非 常高的峰均比。正是峰均比使规格的确定变得困难。
饱和电流：电流通过电感的一个影响是铁芯饱和。DC-DC 转 换器的电流波形一般都有一个直流成分。此直流电 流通过电感时偏置铁芯从而导致其磁通量饱和。设 计人员需要知道，当发生饱和时，电感值下降，元件功能也不再表现为电感。在 10-20%的范围内进 行定义是很普遍的，但应注意的是，有些电感目录可能会定义为电感值下降 50%时的电流。这会增大电流额定值，但就电流的可用范围而言，这可能会 引起误导。
均方根电流 电流的另外一个重要影响是元件自身发热。均方 根电流用于测量多大的平均电流能够连续地通过 电感同时产生的温升小于规定值。数据表提供的 总是直流或低频交流应用的额定值，这并不包括 之前提到的因集肤效应引起的发热或其它高频效应。如示例，电流额定值可针对单一的温升点， 或者有些供应商提供温升与电流关系的图表或能 够用于计算任何电流的温升的因素。Irms 额定值应包括测量的环境温度。电感规格一 般包括一个工作温度范围。电感预计在此环境温 度范围内使用。因自身发热产生的温升可能会导 致电感温度高于额定范围。