高频DC-DC转换器中的电感器性能

随着开关频率增加到1 MHz以上，经常会出现电感器性能的问题。虽然可以根据参数数据比较特定电感器的相对优点，但考虑电路应用最为重要。

例如，考虑ESR与频率的关系曲线。在许多情况下，初步观察表明电阻看起来非常高，例如，高于1 MHz。如此之高，实际上，这将强烈暗示，由于预期的ESR造成的非常高的损耗，该部分不能或不应该在该频率下使用。但是，已经观察到，具有此类曲线的零件在实际转换器中的性能非常好-远比这些曲线所建议的要好。

考虑以下示例：

假设需要一个转换器，以0.3 A（1.5 W）的电压提供5 V的输出。

假设我们将使用提供10μH的Coilcraft电感器。图1显示了该部分的典型ESR与频率的关系。

如果转换器以250 kHz的频率运行，我们可以从图中看到，包括交流和直流电阻在内的ESR约为0.8欧姆。

对于降压转换器，平均电感器电流等于负载电流0.3A。

我们可以计算出电感的损耗：
I2R =（0.3A）2×（0.8q）= 0.072W。
0.072 W÷1.5 W =电感中损失了大约5％的输出功率。

但是，如果我们在5 MHz下运行相同的转换器，则从ESR曲线可以看出R介于10欧姆和20欧姆之间。如果我们甚至假设R = 10欧姆，那么电感器中的功率损耗应为：

I2R ＝（0.3A）2×（10≤∑）＝ 0.9W。
0.9 W÷1.5 W =电感器中有60％的输出功率损耗！

根据这个非常简单的示例，似乎很明显，设计人员不应选择使用这样的组件。

根据我们的经验，转换器实际上可以达到比ESR曲线所预测的更好的性能。

以下解释说明了为什么实际性能可能比ESR曲线所预测的要好得多。

图2显示了一个可能的降压转换器波形的非常简化的版本。在这种情况下，假设电感器电流是连续的，并且纹波电流与平均电流相比相对较小。

编辑：hfy