对于一些超低功率或者超高功率的开关电源稳压器来说,电感的选择并不像一般开关电源那么容易。目前常规的电感都是为一些主流设计所制造,并不能很好地满足一些特殊设计。然而对于那些超低功率、超高效率Buck电路的电感选择则需要特别注意。
典型应用实例就是小体积电池长时间供电设备。在这种电路中,让工程师感到棘手的问题主要是电池容量(成本与体积)与Buck电路体积、效率之间的矛盾。为了减小开关电源的体积,最好选择尽可能高的开关频率,但是开关损耗以及输出电感的损耗会随着开关频率的提高而增大,而且很有可能成为影响效率的主要因素,正是这些矛盾大大提高了电路设计的难度。
对工程师而言,电感可能是最早接触的非线性器件。制造商通常只提供诸如开路电感、工作电流、饱和电流、直流电阻以及自激频率等参数。这些参数对于大部分开关电源设计来说已经足够了,并且根据这些参数选择合适的电感也非常容易。但是,对于超低电流、超高频率开关电源来说,电感磁芯的非线性参数对频率非常敏感,其次,频率也决定了线圈损耗,仅仅依靠这些参数是不够的。
对于普通开关电源,相对于直流I2R损耗来说,磁芯损耗几乎可以忽略不计。所以通常情况下,除了“自激频率”这个与频率有关的参数外,电感几乎没有其他与频率相关的参数。但是,对于超低功率、超高频率系统,这些高频损耗通常会远远大于直流损耗。线圈损耗包括直流I2R损耗和交流损耗。其中,交流损耗主要是由于趋肤效应和邻近效应所导致。对于那些交流电流纹波远小于直流电流的电路,多芯电线可以有效降低电感的总损耗。磁芯损耗主要是由于磁滞现象以及磁芯内部传导率或其他非线性参数的互感产生。




