選擇電感

為便攜式電源應用選擇電感，需要考慮的最重要的三點是：尺寸大小、尺寸大小，第三還是尺寸大小。移動電話的電路板面積十分緊俏珍貴，隨著MP3 播放器、電視和視頻等各種功能被增加到電話中時，尤其如此。功能增加也將增加電池的電流消耗量。因此，以前一直由線性調節器供電或直接連接到電池上的模塊需要效率更高的解決方案。實現更高效率解決方案的第一步是采用磁性降壓轉換器。正如其名稱所暗示的，這時需要一個電感。

電感的主要規格除尺寸大小外，還有開關頻率下的電感值、線圈的直流阻抗(DCR)、額定飽和電流、額定rms電流、交流阻抗(ESR)以及Q因子。根據應用的不同，電感類型的選擇――屏蔽式或非屏蔽式――也是很重要的。

類似于電容中的直流偏置，廠商A的2.2μH電感可能與廠商B的完全不同。在相關溫度范圍內電感值與直流電流的關系是一條非常重要的曲線，必需向廠商索取。在這條曲線上可以查到額定飽和電流(ISAT)。ISAT一般定義為電感值降量為額定值的30%時的直流電流。某些電感生產商沒有規定ISAT。他們可能之給出了溫度高于環境溫度40 ?C時的直流電流。

DCR引起傳導損耗，在輸出電流較高時影響效率。ESR隨工作頻率的提高而增加，在輸出電流較小時影響占主導地位的開關損耗。ESR與Q因子成正比。相同頻率下，低ESR電感的Q因子更高。在電感滿足所有其它規格時，為什么系統設計人員還應考慮ESR和Q因子呢？

當開關頻率超過2MHz時，必需格外關注電感的交流損耗。規格說明書中列出比較的不同廠商的電感的ISAT和DCR在開關頻率下可能有極為不同的交流阻抗，導致輕負載下顯著的效率差異。這一點對提高便攜式電源系統中電池的壽命至為重要，因為系統大部分的時間是處于睡眠、待機或低功率模式下的。

由于電感生產廠商很少提供ESR和Q因子信息，設計人員應該主動向他們索取。廠商給出的電感與電流關系也往往只限于25 ?C，故應該索取工作溫度范圍內的相關數據。最壞情況一般是85 ?C。

圖3給出了各種電感的交流阻抗與頻率的關系。考慮一個降壓轉換器的例子，其規格參數如下：FSW=2MHz，VIN=5.5V，L=2.2 μH，VOUT=1.5V，I=0 到600MA，ΔI=289MA (計算值)。

參見圖3，2.2μH額定電感在低頻下的DCR為0.2Ω，2MHz下的ESR為1Ω。電感引起的直流損耗和交流損耗可用下式計算：

DC損耗=I2×DCR

AC損耗=(dΔI2)/12×ESR

由上式可知，輸出電流較高時，低頻或直流損耗占主導地位；輸出電流較低時，交流損耗占主導地位。ΔI是轉換器的峰峰值紋波電流，在連續傳導工作模式中，輸出電流高和低時其幅度都一樣。由數學計算可知，I=600MA時，電感總體損耗的91%是直流損耗；I=50mA時，電感總體損耗的93%是交流損耗。