快速可靠计算Buck电路电感值

电源设计中，给 Buck电路挑电感绝对是一考验技术。电感选大了，动态响应不太行，板子空间还被浪费，选小了，电感电流直接起飞，电磁干扰能让你怀疑人生。很多兄弟翻开芯片手册，看到那句 Typical Application:4.7uH 就直接 Ctrl+C 了。

但咱工作十来年的硬件老铁都知道，手册给的是样板间，你家装修（不同压差、电流、频率）如果不自己算明白，最后炸机的时候，手册可不帮你背锅。今天，咱们就聊聊 Buck电感选型吧。

电感最核心的物理方程其实就一个：

在 Buck 管子导通的那一刻，电感两端的压差是 Vin-Vout，电流线性爬升。咱们做电感选型，本质上就是在框定这个电流波动的范围，也就是纹波电流△I。

关于这个让人纠结的 r值纹波系数到底该咋选，咱们之前也写了好多文章讲解，有兴趣可以去翻翻看。

参数r是纹波电流与输出电流的比值，r 通常取 0.3～0.4。r小，感量大，纹波漂亮但动态响应差；r大，感量小，体积压缩了但峰值电流Ipeak 会飙升，电感容易饱和。

废话不多说，直接看看计算实例吧！

假定 24V to 5V，输出电流要求 5A，开关频率设为 400kHz。

第1步：定调——确定纹波电流△I

咱们按最稳健的 r = 0.3 来算:

第2步：代入公式求感量L

公式大家应该熟悉，但要注意单位换算：

代入咱们的数值：

翻开电感手册，标称值通常有 4.7μH 和 6.8μH。为了让纹波更稳，咱们选 6.8μH

上面的是不是不太好记？当然还有个更好的速记方法：

实际设计 Buck电路时，输入电压是宽范围的，比如 12~24V，我们必须保证全输入范围内纹波都不超标。最恶劣情况是 Vinmax（也就是输入电压最高时），此时 D最小、(1-D)最大、tOFF最长，伏秒积Et = Vout × tOFF 达到最大值。这时候算出来的L才是保底值——全输入范围内纹波只会更小，不会超。这样咱们把 Et 代入，就能得到超级实用的快速选型关系：

输入电压12~24V，输出电压5V，最大负载电流4A，开关频率300kHz。那推荐电感值是多少？

（1）对于降压变换器，需要从 Vinmax(24V) 开始设计电感

（2）占空比

（3）开关周期

（4）关断时间

（5）伏秒积（这里用关断时间计算）

（6）L×I ≈ 33μH·A;

（7）对于4A负载，IL = Io = 4A;

（8）因此，需要L = 33/4 = 8.25μH；

（9）电感额定电流必须不小于（1+r/2)×IL = 1.2×4 = 4.8A。

第3步：算完感值，再算电流

Ipeak = Iout*(1+r/2)，再加 20%~50% 瞬态裕量（负载突变时电流会冲高）。电感一定要选饱和电流Isat 高于这个值，否则磁芯饱和，电感值骤降，电路直接祭。

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