开关电源电感计算总结

第一篇：开关电源电感计算总结

开关电源电感选择

1.开关电源选择主要控制两个参数：

一个是电感peak current，即电感的峰值电流不能超过电感的饱和电流。峰值电流可通过调节电感量等来控制，可以通过电感平均电流加上（电感纹波电流/2）来衡量。

一个是inductor peak to peak ripple 即电感纹波电流，即△I，根据公式：

△I=VS*D/(FS*L)**（此公式为近似公式，如手册有公式可按手册上计算）

可以根据纹波电流要求计算出电感量。

一般△I按电感DC current即电感平均电流来计算，具体取的百分比手册会给出一般10%-40%。

电感的DC current计算公式：

IDC =VOUT*IOUT/(VIN*η)，η为转换效率

电感的纹波电流越大，电感上耗散的功率就越大，增加EMI同时也会造成输出的纹波越大，又由于△I与电感成反比，从这个角度看，电感越大越好。

但是，电感越大，会造成开关电源反馈回路增益降低，降低系统的工作带宽，可能导致系统工作不稳定，而且还存在电感越大，尺寸越大的问题。

电感过小会降低输出电流，效率，产生较大的输入纹波。

因此，在选择电感式，要从功耗和电感尺寸、电感量上折中选择。

2.电感计算流程

先列出已知参数VOUT ,VIN, IOUT,FS,η

计算IDC，根据需要定△I

计算电感量L

3.其他

电感的选择还存在一个参数的选择：电感的直流阻抗，这个参数影响开关电源的转换效率。电感的直流阻抗与封装形式有关，与尺寸成反比。

第二篇：电感教案

1.3常用电子元器件———电感器

第＿＿＿周 课时＿＿＿节 执教者：＿＿＿ 【教学目标】

一、知识与技能

1、了解电感器的种类，基本特性参数，表示方法及选用常识。

2、掌握电感器的使用方法和使用时注意的事项。

3、掌握电感器的几种常用标志方法。

二、过程与方法

1、学会用学过的知识和技能解决新问题的方法。

2、利用初中学过的知识来联系新知识，掌握新知识。

3、利用对比分析法来比较学习常用元器件。

三、情感态度与价值观

通过对电感器基本知识的学习，提高把知识转化为技术的意识，今后在实验过程中培养认真的态度，把理论转化为实践。

四、教学重点、难点

掌握电感器的基本知识和变压器相关的基本知识。使用万用表电阻档检测电感器的质量和初级、次级线圈电阻。并学会分析变压器常见故障。

五、教学过程

1、电感器的结构组成

电感器是一种储存磁场能量的元件，凡能够产生电感作用的元件称为电感器。

电感器一般由骨架、绕组、铁芯或磁芯、屏蔽罩等组成。骨

架：绕制线圈的支架

绕

组：具有规定功能的一组线圈，是电感器的基本组成部分 铁芯或磁芯：用于增强电磁感应

屏

蔽

罩：避免电感器在工作时产生的磁场影响其他元器件和电路的正常工作

2、电感器在电路中的作用（1）存储磁能的元件。

（2）具有阻交流通直流、通低频阻高频的特性，可以在交流电路中作阻流、降压、耦合和负载用。

（3）与电容配合，可以用于选频、滤波、调谐、退耦等电路中

3、电感器的分类

（1）按电感形式分：固定电感器、可变电感器（2）按导磁体性质分：空心线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈（3）按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、偏转线圈（4）按绕线结构分：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈

4、电感器的主要技术指标（插入部分知识：

电感器和电阻器、电容器一样，电感线圈也是电子设备中大量使用的重要元件之一。但是电阻器和电容器都是标准元件，而电感线圈除少数可以采用现成产品外，通常为非标准元件，需要根据电路要求自行设计。）（1）电感量:及误差

电感量也称作自感系数，是表示电感元件自感应能力的一种物理量。在没有非线性导磁物质存在的条件下，一个载流线圈的磁通量与线圈中的电流成正比，其比例常数称为自感系数，用L表示，简称为电感。即：

I

式中：＝磁通量

I＝电流强度

单位：H（亨利）常用mH(毫亨)、uH(微亨)（2）分布电容：

线圈各层、各匝之间、绕组与底板之间都存在着电容。统称为电感器的分布电容。

注：分布电容的存在会使线圈的等效总损耗电阻增大，Q值降低，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。（3）品质因数：

品质因数也称作Q值，是指线圈中储存能量与消耗能量的比值，是表示线圈品质的重要参数。电感线圈的品质因数定义为：

LQR

式中：－工作角频率，L－线圈电感量，R－线圈的总损耗电阻 注：Q值越高，电感的损耗越小，效率就越高。（4）额定电流：

线圈中允许通过的最大电流。（5）感抗：

电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称为感抗。单位是欧姆。

5、电感器的标志方法(1)直标法。

单位H（亨利）、mH（毫亨）、H（微亨）、(2)数码表示法。

方法与电容器的表示方法相同。(3)色码表示法。

这种表示法也与电阻器的色标法相似，色码一般有四种颜色，前两种颜色为有效数字，第三种颜色为倍率，单位为H，第四种颜色是误差位。

变压器的基本知识

1、变压器的原理

变压器是利用电磁感应的原理，两组或两组以上线圈彼此间感应电压、电

L流来达到升压或降压的功能。他是变换电压、电流和阻抗的器件。

2、变压器的结构组成

铁芯：磁导率高、损耗小、磁感应强度高的特点。

常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。硅钢是一种合硅（硅也称矽）的钢，其含硅量在0．8～4．8%。由硅钢做变压器的铁芯，是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质，在通电线圈中，它可以产生较大的磁感应强度，从而可以使变压器的体积缩小。

我们知道，实际的变压器总是在交流状态下工作，功率损耗不仅在线圈的电阻上，也产生在交变电流磁化下的铁芯中。通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”，铁损由两个原因造成，一个是“磁滞损耗”，一个是“涡流损耗”。

磁滞损耗是铁芯在磁化过程中，由于存在磁滞现象而产生的铁损，这种损耗的大小与材料的磁滞回线所包围的面积大小成正比。硅钢的磁滞回线狭小，用它做变压器的铁芯磁滞损耗较小，可使其发热程度大大减小。

既然硅钢有上述优点，为什么不用整块的硅钢做铁芯，还要把它加工成片状呢？

这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损——“涡流损耗”。变压器工作时，线圈中有交变电流，它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流，在垂直于磁通方向的平面内环流着，所以叫涡流。涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗，变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以增大涡流通路上的电阻；同时，硅钢中的硅使材料的电阻率增大，也起到减小涡流的作用。

用做变压器的铁芯，一般选用0．35mm厚的冷轧硅钢片，按所需铁芯的尺寸，将它裁成长形片，然后交叠成“日”字形或“口”字形。从道理上讲，若为减小涡流，硅钢片厚度越薄，拼接的片条越狭窄，效果越好。这不但减小了涡流损耗，降低了温升，还能节省硅钢片的用料。但实际上制作硅钢片铁芯时。并不单从上述的一面有利因素出发，因为那样制作铁芯，要大大增加工时，还减小了铁芯的有效截面。所以，用硅钢片制作变压器铁芯时，要从具体情况出发，权衡利弊，选择最佳尺寸。

变压器是根据电磁感应的原理制成的.在在闭合的铁芯柱上面绕有两个绕组,一个原绕组,和一个副绕组.当原绕组假上交流电源电压时.原饶组流有交变电流,而建立磁势,在磁势的作用下铁芯中便产生交变主磁通,主磁通在铁芯中同时穿过,{交链]一.二次绕组而闭合由于电磁感应作用分别在一，二次绕组产生感应电动势,至于为什么它可以升压,和将压呢..那就需要用楞次定律来解释了.感应电流产生的磁通,总阻碍圆磁通的变化,当原磁通增加时感应电流的产生的磁通与与原磁通相反, 就是说二次绕组所产生 的感应磁通与原绕组所产生的主磁通相反,所以二次绕组就出现了低等级的交变电压所以铁芯是变压器的磁路部分.绕组是变压器的电路部分 线包：

线包由骨架和线圈（一次绕组和二次绕组）组成。线包应具有足够的机械强度，良好的电气性能和耐热能力，以保证变压器正常工作。骨架在变压器中的作用主要有以下几点： 为变压器中的铜线提供缠绕的空间，固定变压器中的磁芯。骨架中的线槽为变压器生产绕线时提供过线的路径。4 骨架中的金属针脚为变压器之铜线缠绕的支柱；经过焊锡后与PCB板相连接，在变压器工作时起到导电的作用。骨架底部的挡墙，可使变压器与PCB板产生固定的作用；为焊锡时产生的锡堆与PCB板，和磁芯与PCB板，提供一定距离空间；隔离磁芯与锡堆，避免发生耐压不良。骨架中的凸点、凹点或倒角，可决定变压器使用时放置方向或针脚顺序。变压器的主要特性参数

1)、变压比----次级电压与初级电压比值

2)、额定功率----在规定的频率和电压下，在规定的温升下的输出功率。3)、效率----输出功率与输入功率的比值

4)、温升----工作发热后，比周围的环境温度升高的数值

5)、工作频率----变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。

6)、额定电压----指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。

7)、空载电流----变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。

8)、空载损耗----指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。

9)、绝缘电阻----表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

六、课堂练习

1、什么是电感器？常见的分类有哪几种？

2、简述电感器的主要作用。

3、电感器的主要参数是什么？衡量电感器质量好坏的两个重要因数是什么？

4、电感器的基本结构有哪些，各起什么作用？

5、变压器的基本参数是什么？

6、简述变压器的工作原理。

7、变压器的常见分类有哪几种？

8、了解变压器常见故障的类型以及其故障分析方法。

第三篇：3910方案电感使用总结

SN3910方案中电感值、COFF值、RCS值总结：

1）1W灯泡，需要60MA/18.6V的输出电流和电压

RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=300PF,RCS=3欧，L=3.5mH。2）3W灯泡，需要提供150MA/21V的输出电流和电压，RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=300PF,RCS=0.91欧，L=1.5mH。3）5W灯泡，电源需要提供150MA/35V的输出电流和电压，RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=300PF,RCS=0.91欧，L=2.2mH。4）7W灯泡，电源需要提供150MA/49V的输出电流和电压，RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=300PF,RCS=0.91欧，L=3mH。5）9W灯泡，电源需要提供150MA/59.5V的输出电流和电压，RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=300PF,RCS=0.91欧，L=3.5mH。6）11W灯泡，电源需要提供150MA/73.5V的输出电流和电压，RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=300PF,RCS=0.91欧，L=4.3mH。

7)15W灯泡，电源需要提供300MA/52V的输出电流和电压，RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=270pF,RCS=0.455欧（2个0.91欧并联），使用两个EPC13电感并联，单个电感为L=2.8mH。

8）18W灯泡，电源需要提供300MA/62V的输出电流和电压，RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=270pF,RCS=0.455欧（2个0.91欧并联），使用两个EPC13电感并联，单个电感为L=3.4mH。

9)8W灯管，电源需要提供120MA/68V的输出电流和电压

RIN采用2个430K/0.5W的电阻并联。COFF=220PF,RCS=1.3欧，使用1个EPC电感，L=4mH。

第四篇：个人学习-电感总结篇

电感的概述;1.电感（Inductor)是我们常见的磁性元器件之一，简单说它在电路中主要是通过阻碍交流电流的变化来实现其功能的;2.电感在电子电路中通常用字母“L”来表示，其原理图中元器件符号如下:

常用电感图示;

电感的基本结构介绍;电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以由实心的铁芯或磁粉芯组成，下面以模压电感图片为例展示电感的基本构造。

电感的工作原理简述;

线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线.根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势 ,当感应电动势形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流,由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总要力图阻止原来磁力线的变化。

电感在电路的特点;通直流阻交流(即：理想的电感器对直流电流没有任何阻碍作用;对交流电流随着频率的增加其阻碍作越来越明显）。

电感的主要作用;滤波（纹波及EMI消除）；

储能（开关电源和逆变电源中广泛使用）； 谐振（收音机选频，LC振荡电路）； 陷波（高通或低通以及带通陷波电路）;

电感的分类;安装方式

插件电感（Through Hole Type)

贴片电感（SMD Type)

按电感量的可变性能来分

固定电感(电感量固定不能随意调节)

可调电感(电感量在一定范围内可以调节)

按工作频率分

低频电感器(工作频率≤60Hz,例如:电

输入级的EMI共模或差模电感）

中频电感器（工作频率位于 60Hz＜F

≤20KHz,例如:功率电感、储能电感等）

高频电感器（工作频率高于＞20KHz，例如:色码电感和高Q值电感）

按屏蔽结构分（主要针对电源滤波电感）

带屏蔽结构电感

1.特点:有磁屏蔽罩,从外面看不

到内部线圈结构(成本相对较高，主要应用于

零件安装密度高，对散热和电磁等防护要求比

较高的高性能工作稳定的产品）

2.优点:结构紧凑、漏感低,对电 感周边零

件磁干扰影响较小、散热好,性能

较稳定）

非屏蔽结构电感

1.特点:没有磁屏蔽罩，从外面能看到

内部线圈结构(主要适用于零件安装密

度低，对电磁干扰和稳定性能相对要求较低的 场合)

2.优点:结构简单、成本较低.按导磁体的性质分

空芯电感线圈(不带磁芯的单层绕组结构,感

量低、集肤效应及匝间电容

低，主要用于高频振荡电路).带磁芯电感线圈(带磁芯的单层或多层绕组结构，感量

大、品质因素(Q值)高，高温和大电流

工作条件下感量等性能稳定，主要应

用于DC-DC大电流滤波、EMI消除以

及储能电路中).按电感的用途来分类: 信号电感(一方面用于消除视频、音频等信号杂讯确保整机系统工作性能稳定,另一方面用于信号的发生、整形);

电源类电感(应用于电源设备上作为低频滤波及储能器件);

抗干扰类电感(整机EMI、EMC安规论证需求);

电感的主要参数说明;电感量(Inductance)：

A).电感的最基本参数之一，其单位为H(亨利）单位换算关系为：

1H=1000mH=1000000uH；

B).电感量分为：

静态电感量(Static Inductance)

(测试结果与频率&电压&周围环境的温湿度有关,验证时以规格

书条件为准进行验证）

动态电感(Dynamic Inductance)

改变电感测试频率&工作电流以及温度以模拟电感在电路中工

作状态以验证电感的稳定性能 电感量L 表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。

误差(Tolerance)：

电感误差决定电感其静态感量的精度等级，常用的有±5%(J级）;±10%（K

级）;±20%（M级）;±25%（N级）;±30%.精度等级主要取决于绕线的匝数和磁材的特性状况,同电感量系列产品精度越高,价格相对越高.直流电阻值(D.C.R);

A).指电感的漆包线直流电阻值,单位:Ω(欧姆)或者mΩ(毫

欧姆);

B).直流电阻值决取于电感线圈的匝数、线径以及漆包线的电阻率;

C).直流电阻值取决于电感工作时表面温度,希望越小越好.额定电流（Rate Current):

温升电流(Irms):电感表面温升△T小于40℃时流过电感的最大电流

值.饱和电流(Isat):电感量下降至原来的70%(参考值）时流过电感的 最大电流值.* 通常情况我们如上两者中最少的一个为电感的额定电 流.* 额定电流为电感元器件选型时必须要考量的重要因素,通常电路

设计时取5%~20%余量值.品质因素(Q值):

A).品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R.B).品质因数为高频电感线圈选型时必须要考量的重要参数之一,厂家通常采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值.外型&尺寸（Out Line)

体积小型化是目前产品设计的主流,也是当前电子元器件发展的必然趋势,电感选型时满足基本的电气参数需求需求前提下，尽量采用小体积产品以节约产品的使用空间，通常情况下电感选型外型重点关注引脚间距、型状结构、本体及外形安装尺寸

电感选型基本要领;电感选型必须向客户了解到如下信息:

A).产品的应用场合;

B).标称感量及误差要求；

C).谐振频率(F0)及品质因素;

D).电路中额定工作电流(Irat);

E).电路峰值电压（Irms)；

F).电感工作时周围环境温度;

G).安装尺寸要求(如脚距Pitch、本体外围尺寸等);

H).客户的生产工艺能力(产品安装信息).电感选型的基本原则:

A).以低成本,节约使用空间为基本原则;

B).电感选择时必须充分考虑电路工作频率、电流、温度波动对电感参数性能的影响(电感选择其电气参数必须留有合理的余量);

C).必须结合整机产品安全、安规、环保论证及防护性能.电感规格书查阅的重点;1.了解电感封装规格、外型尺寸;2.了解电感基本静态电气参数及测试条件:

A).标称电感量及误差;

B).额定电流；

C).最大直流电阻值(D.C.R);

D).品质因素(Q值)及谐振频率(F0)(针对高频电感);

E).绝缘电阻及耐压要求.3.了解电感动态工作性能:

*3.1 电感量 vs 频率；

*3.2 电感量 vs 工作电流;

3.3 电感量 vs 工作环境温度.*3.4 表面温升vs 工作电流

4.了解电感的可靠性(机械强度、环境测试、持续耐久测试等)试验定义的条件及具体要求.5.了解电感制程装配及焊接条件定义(可焊性测试、耐焊接热测试);6.环保法律法规符合状况查询(欧盟RoHS、Reach以及无卤等要求）

第五篇：各种开关电源拓扑结构总结

各种结构拓扑结构的总结

一．BUCK基本型降压电路，电路简洁，所需元件少，效率可以做到很高

电路未实现隔离，大功率是对电路各种器件要求较高，稳定性不够高，灵活性不够。

二．BOOST基本升压电路，电路简洁，所需元件少，效率可以做到很高

电路未实现隔离，大功率是对电路各种器件要求较高，如输出比较大的功率时开关管需要承受很大的脉冲电流，稳定性不够高，灵活性不够。

三．单端式

a.单端正激，优点：该型是在BUCK型的基础上，加上一级隔离变压器，不仅做到了电路前后级之间的隔离，只要改变变压器的匝数，则可实现降压升压，外围元件较少。

缺点：开关关断时，变压器容易饱和，需要加磁复位绕组，对变压器绕制要求较高。b．单端反击

优点：电路结构相比于单端正激更加简单，变压器次级充当电感，元件更少。

缺点：当变压器存在漏感时会在原边形成很大的电流，对开关器件的损耗比较大，额外设计保护电路增加了设计负担，而且此种拓扑对变压器的设计上难度较大

四．双端式

a． 半桥

优点：可以减少原边开关元件的电压应力，半桥变换器是离线式开关电源的首选结构。工作的两个半周期内充分利用了变压器原边绕组的PI和磁芯磁感应强度摆幅值，原边不需要能量回复绕组。

缺点：变压器磁芯容易出现阶梯形饱和问题，（可通过变压器中加入小气隙缓解，主要形成原因，正负脉冲时间不严格相等，整流二极管电压不严格相等。稳态工作条件下，问题不大，但在瞬间负载变化的情况下，可能会导致严重问题如开关器件的损坏。）

b.推挽

电路特点：对称结构，高频变压器原边是两个对称线圈，两只开关管接成对称关系，轮流通断

优点：高频变压器磁利用率高，输出功率大，电源电压利用率高

缺点：电流不平衡，容易出现变压器饱和的问题，对开关管的耐压值要求比较高。

五．四管隔离式

全桥

该结构使用的变压器绕组相对较少，对开关管耐压值要求相对于推挽较低。但由于使用较多的开关管，损耗较大，驱动电路较复杂，该电路通常使用在1kw以上的超大功率电源上。