?開關電源-開關頻率和負載電流對電感的影響-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-07-05
開關電源的交流電流、直流電流、峰值電流和電流紋波率與電感存在以下關系：
交流電流與電感成反比；
直流電流不受電感的影響；
峰值電流與電感成線性關系；
電流紋波率與電感成反比；
開關電源中的參數與電感是相互影響的，除此之外，開關電源中的頻率、負載電流也會對電感產生影響，以下簡要分析這個知識點。
頻率對電感量和電感體積的影響
以下分析適用于所有開關電源拓撲結構(buck, boost, buck-boost 電路)。
如果保持其他所有條件（包括 D）不變而僅使頻率增加一倍，則由于 tON和 tOFF減少 一半，伏秒數也相應減少一半。因此△I（單位電感量的伏秒數）也減少一半。由于 IDC沒有變，所以 r ＝ △I／IDC也減少一半。如果開始時設定 r = 0.4，那么現在 r = 0.2。
若仍要使變換器的紋波系數保持在最佳值 0.4，則需要使因頻率加倍而減少一半的△I 也增加一倍。實現的方法是使電感量減少一半。
因此，可得到的一般的結論為：電感量與頻率成反比。
由于已使 r 恢復為 0.4，電感峰值電流仍然比其直流電流高均 20%。由于直流分量和電流紋波率 r 均沒有變，所以峰值電流也不變。電感能量處理能力（與電感的體積相關）為 1/2*L*IPK2，式中，L 減少一半，IPK不變，所需要電感體積也減少一半。
因此，可總結為電感的體積與變換器的頻率成反比。
還應指出，由于峰值電流不變，所需電感額定電流與頻率無關。
負載電流對電感量和電感體積的影響
以下分析適用于所有開關電源拓撲結構 (buck, boost, buck-boost 電路) 。
如果保持輸入電壓、輸出電壓和 D 不變，而只將負載電流增大一 倍，則由于△I 沒有變化，r 減少為原來一半。為使 r 恢復為最佳值 0.4，則需要使△I 也相應增加一倍。但已知△I 是單位電感量的伏秒數，此時看，伏秒數不變。所以，使△I 增加一倍的唯一方法是使電感量減少一半。
所以，可得到一般結論為：電感量與負載電流成反比。
下面看負載電流對電感體積的影響。由于負載電流增加一倍，并且保持 r 為 0.4 不變，則蜂值電流 IDC*(1+r/2)也增大一倍。但是電感量減少一半，所以電感的能量處理能力（電感的體積) 1/2*L*IPK2 將增大一倍。
所以，可得到一般結論為：電感的體積與負載電流成正比。
總結
通過上面的分析，可以得出開關電源的開關頻率和負載電流也會對電感產生影響，具體來說，是影響電感量和電感體積，即：
電感量與頻率成反比
電感的體積與頻率成反比
電感量與負載電流成反比
電感的體積與負載電流成正比
從開關電源的開關頻率和負載電流對電感量和電感體積的影響可以得出一個結論：“大電感量對應著大體積電感”這個一般的結論只是再特定應用條件下才成立。
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