如何为开关电源选择合适的电感

电感，一直以来都有些许神秘：它可以产生磁场，把磁场和电场联系起来;电感的电流I不能突变，但电流变化率dI/dt可以突变;电感的储能与其流过的电流有关。

铁氧体和铁粉是用于开关电源电感的两种磁芯材料。应用于电源的储能电感通常制成闭环，使得整个磁场包含在电感的内部，因此磁通大小与磁芯的存储能量将表征磁芯材料的特性。

以Buck电路的输出电感为例。该电感的磁芯具有一定的直流分量，适用的材质有：

(1) 铁粉芯

碾磨的铁粉与其他的合金组成的精细颗粒与绝缘材料涂层构成磁粉芯。铁粉颗粒周围的绝缘颗粒构成了铁粉芯的内在分散气隙。

(2) 带气隙的铁氧体磁芯

Buck电路的电感具有一定的直流分量。若不开气隙，铁氧体磁芯极其容易饱和。开气隙后，闭合磁路的磁通将快速增大。由于空气的相对磁导率为1，且磁芯材料的相对磁导率为几千以上，所以，磁芯中的大部分能量将存储在气隙磁通中。

气隙降低了磁芯的有效磁导率，整个B-H曲线会倾斜，增大了饱和时的磁场强度H，磁芯不太容易饱和。REF _Ref421866420 h * MERGEFORMAT图1为不开气隙和开气隙的B-H曲线。

图1 电感B-H曲线

通常我们会发现，大多数采用铁氧体的电感设计，其磁芯损耗仅为电感总损耗(线圈加上磁芯损耗)的5%~10%。但是若电感采用铁粉芯，则该值会增加到20%~30%。

一、电感：磁芯的饱和

当流过电感的电流(或磁场强度)大于一定值时，电感的磁芯可能饱和。当其饱和时，其感量会减小，并接近于0。

某反激电路的限流电阻上的电压波形如REF _Ref421886198 h * MERGEFORMAT图2所示(反激变换器中变压器的初、次级可以看成一对耦合电感)。从图中可以看出流经初级电感的电流波形。当电流增大时，电感逐渐饱和，电感量减小，从而导致梯形电流的波形的斜率增大。