一、功率电感在DC-DC电源中的作用解析

1. 储能与能量传输

在Buck、Boost、Buck-Boost等DC-DC转换电路中，功率电感的主要任务是在开关导通与关闭之间实现能量的暂存与释放，使输出电压保持稳定。

• 导通时：电感储能（电流升高）

• 关断时：电感释放能量（电流持续流动）

这种特性使电感成为DC-DC电路不可或缺的核心元件。

2. 输出电流滤波与降噪

功率电感与输出电容共同构成LC滤波器，用于平滑电流波形，降低输出纹波，防止干扰传入系统其他模块，提升整体EMI性能与电源品质。

二、常见功率电感类型与封装形式

根据结构和性能特点，功率电感可分为以下几类：

• SMD封装：CD32、CD54、CD75、CD105等，适合贴片安装；

• 插件封装：有引脚式电感，适用于传统板卡结构。

三、功率电感选型的关键参数解析

选型不当是导致电源模块效率低、发热严重或失效的根源之一。以下是几个核心选型参数：

1. 电感值（L）

• 决定了电感对电流变化的阻碍能力，常见单位为μH。

• 太小会造成输出电流纹波大，太大可能响应迟钝。

• 一般建议：

• Buck电路：L = (Vout * (Vin - Vout)) / (Vin * ΔIL * Fsw)

2. 饱和电流（Isat）

• 电感磁芯进入饱和状态时的最大电流。

• 选型时应确保工作电流 < 饱和电流70~80%，预留足够余量。

3. 额定电流（Irms）

• 指元件可承受而不出现明显发热的电流；

• 与发热和寿命密切相关。

4. 直流电阻（DCR）

• 电感线圈本身的电阻值；

• 直接影响铜损功率（P = I²R）和整体效率。

5. 尺寸与封装

• 空间受限项目建议选择小尺寸SMD封装；

• 功率大、电流高的应用选择一体成型大封装（如CD75以上）。

四、功率电感在常见DC-DC拓扑结构中的选型建议

1. Buck降压电路

• 应用最广泛，如MCU供电、LED驱动、便携设备；

• 优选：低DCR、饱和电流大的一体成型电感；

• 推荐封装：CD54、CD75、NRH系列等。

2. Boost升压电路

• 应用于电池升压、音响系统、太阳能逆变等；

• 电感需具备良好的抗饱和能力与储能能力；

• 推荐使用高Q值的绕线型功率电感。

3. Buck-Boost与SEPIC

• 电压输入范围大、变化剧烈；

• 对电感饱和电流、散热能力要求高；

• 建议选用高品质磁材制成的一体成型电感，增加散热垫设计。

五、品牌推荐与市场参考

六、选型技巧总结与实用建议

1. 从需求出发

• 确认最大输入电流，并乘以1.25~1.5倍作为饱和电流参考；

• 根据输出电流纹波要求计算电感值；

• 评估布局空间，选择合适封装和尺寸。

2. 留有余量

• 饱和电流、温升曲线等指标不可“刚刚好”；

• 电感值也应考虑工艺波动、老化与容差。

3. 重视EMC设计

• 小电感并不一定EMI好；

• 配合电容/磁珠使用，必要时加入屏蔽壳或包覆磁胶。

七、总结：合理选型电感，打造高性能DC-DC电源

功率电感在DC-DC转换中起着储能、滤波、能量控制等多重核心作用。只有综合考虑参数、电路拓扑、封装空间与应用环境，才能选出既经济又可靠的电感方案。

选择合适的功率电感，不仅能够提升电源效率与稳定性，还能优化系统EMI表现，延长产品寿命，是每一位电源工程师必须深入掌握的技能。