開關(guān)電源-開關(guān)頻率和負(fù)載電流對電感的影響-KIA MOS管

開關(guān)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(guān)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(guān)系；

電流紋波率與電感成反比；

電源頻率負(fù)載電流電感

開關(guān)電源中的參數(shù)與電感是相互影響的，除此之外，開關(guān)電源中的頻率、負(fù)載電流也會對電感產(chǎn)生影響，以下簡要分析這個知識點(diǎn)。

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(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(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 t_ON和 t_OFF減少一半，伏秒數(shù)也相應(yīng)減少一半。因此△I（單位電感量的伏秒數(shù)）也減少一半。由于 I_DC沒有變，所以 r ＝ △I／I_DC也減少一半。如果開始時設(shè)定 r = 0.4，那么現(xiàn)在 r = 0.2。

若仍要使變換器的紋波系數(shù)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(shí)現(xiàn)的方法是使電感量減少一半。

因此，可得到的一般的結(jié)論為：電感量與頻率成反比。

由于已使 r 恢復(fù)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(guān)）為 1/2*L*I_PK²，式中，L 減少一半，I_PK不變，所需要電感體積也減少一半。

因此，可總結(jié)為電感的體積與變換器的頻率成反比。

還應(yīng)指出，由于峰值電流不變，所需電感額定電流與頻率無關(guān)。

負(fù)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(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (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(fù)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(fù)為最佳值 0.4，則需要使△I 也相應(yīng)增加一倍。但已知△I 是單位電感量的伏秒數(shù)，此時看，伏秒數(shù)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(jié)論為：電感量與負(fù)載電流成反比。

下面看負(fù)載電流對電感體積的影響。由于負(fù)載電流增加一倍，并且保持 r 為 0.4 不變，則蜂值電流 I_DC*(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*I_PK² 將增大一倍。

所以，可得到一般結(jié)論為：電感的體積與負(fù)載電流成正比。

總結(jié)

通過上面的分析，可以得出開關(guān)電源的開關(guān)頻率和負(fù)載電流也會對電感產(chǎn)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(fù)載電流成反比

電感的體積與負(fù)載電流成正比

從開關(guān)電源的開關(guān)頻率和負(fù)載電流對電感量和電感體積的影響可以得出一個結(jié)論：“大電感量對應(yīng)著大體積電感”這個一般的結(jié)論只是再特定應(yīng)用條件下才成立。

電源頻率負(fù)載電流電感