在開關(guān)調(diào)節(jié)器中，通過電感器實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)儲(chǔ)存能量，以便將輸入電壓轉(zhuǎn)換為更高或更低的輸出電壓。電感器的大小取決于開關(guān)調(diào)節(jié)器的切換頻率和預(yù)期的電路電流流動(dòng)。

精準(zhǔn)選取電感值的計(jì)算方式

如何精確選擇合適的電感值？使用一個(gè)包含電感器電流紋波的通用公式即可完成。在大多數(shù)開關(guān)調(diào)節(jié)器的數(shù)據(jù)表、應(yīng)用筆記以及其他解釋文本中，通常推薦在名義負(fù)載工作狀態(tài)下使用30%的電感器電流紋波。也就是說，在名義負(fù)載電流下，電感器電流峰值比平均電流高15%，谷值低15%。那么，為什么通常選擇30%的電感電流紋波或電流紋波比（CR）作為一個(gè)良好的折中選擇呢？

對(duì)于一個(gè)類似降壓轉(zhuǎn)換器的場(chǎng)景，適用以下公式：

此公式根據(jù)電流紋波比例CR來計(jì)算降壓轉(zhuǎn)換器所需的電感值L。此比率通常指定為0.3，即30%的峰值紋波。其中，D代表占空比，T為周期時(shí)間，依賴于具體的切換頻率。

不同電流紋波會(huì)怎樣？

在名義負(fù)載下，通常選擇的30%紋波比例呈現(xiàn)紅色；使用較小電感的情況以藍(lán)色表示；而使用較大電感的情況以綠色表示。

圖示展示了輸出電流為3A的電路中，30%電流紋波比例的波形為紅色，代表通常在開關(guān)調(diào)節(jié)器電路設(shè)計(jì)中采用的折中方案。藍(lán)色波形的電感電流紋波為133%，綠色波形的電感電流紋波為7%。

在輸出電流為名義負(fù)載部分，如1A的情形下，高電感器電流紋波將由藍(lán)線表示。在這種模式下，每個(gè)周期內(nèi)電感器的能量完全放電。這種模式稱為非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）。在此模式中，控制回路的穩(wěn)定性行為會(huì)改變，導(dǎo)致輸出電壓紋波可能增加。

為了避免DCM，需要一定的紋波電流比例。30%的紋波電流比例是一個(gè)良好的折中選擇。如果紋波電流比例低，哪怕是在部分負(fù)載下，系統(tǒng)主要也是在連續(xù)電流導(dǎo)通模式（CCM）下運(yùn)作。電路因此可以針對(duì)該模式進(jìn)行優(yōu)化。

紋波電流比例過高會(huì)怎樣？

若紋波電流比例高于30%，電感器會(huì)更小，因此造價(jià)更低。不幸的是，峰值電流大幅上升，會(huì)產(chǎn)生比必需的典型電路更多的電磁干擾（EMI）。此外，只有在更高的負(fù)載電流下，才能達(dá)到連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）。這可能不是問題，但這種模式下的操作行為會(huì)改變，必須在電路設(shè)計(jì)中予以考慮。與低電流紋波比相比，輸出電壓紋波也會(huì)增加。

紋波電流比例過低又會(huì)如何？

對(duì)于低于30%的低紋波電流比例，電感器會(huì)變大，相應(yīng)的造價(jià)也更貴。由于能量存儲(chǔ)裝置的尺寸較大，負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)也會(huì)變慢。例如，如果高負(fù)載電流迅速切斷，電感器中儲(chǔ)存的能量必須有去處，這會(huì)增加輸出電容（COUT）上的電壓。電感器中的能量越多，輸出電壓超出的幅度也越大。這種超額電壓可能會(huì)損壞供電回路。

綜合權(quán)衡不同電流紋波比例的優(yōu)缺點(diǎn)后，大約30%的值似乎對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說是一個(gè)不錯(cuò)的折中。然而，在某些情況下允許偏差，只要結(jié)果影響可以接受。