电感选择与Buck电源设计：实例解析与Python代码

"该文主要介绍了电感在电源系统中的应用，特别是电感型稳压器的选择和计算方法。文章通过实例解析了如何为BUCK型开关电源选择合适的电感，并探讨了电感值与开关频率对输出电流波动的影响。此外，文章还提及TI公司在模拟产品领域的领先地位，提供了一本针对大学生的简化选型指南，涵盖了运算放大器、数据转换器、电源管理等方面的知识。" 正文: 在电源系统设计中，电感是一个至关重要的元件，尤其是在电感型稳压器中，如BUCK转换器。电感在电路中起到储能和滤波的作用，它的选择直接影响到电源的稳定性和效率。本文通过对电感选择的实例解析，阐述了如何根据电源参数来定量计算所需电感值。 首先，电感的放电公式是计算电感值的基础。在放电过程中，电感中的电流减小，其斜率与电感值和开关频率有关。当开关频率保持不变时，增大电感值可以减小输出电流的波动，反之，提高开关频率可以在保持电流波动不变的情况下减小所需电感值，从而减小电感的体积。 在实际的BUCK型开关电源设计中，电感的选择需考虑多个因素。输入电压Vin、输出电压Vout以及开关频率Fs是关键参数。以文中的例子为例，Vin范围为5V到6V，Vout为1.8V，开关频率Fs在1.6MHz到2.6MHz之间。MOS管的最大电流Ids限制了电感充电的最大电流。考虑到电流的波动，一般假设电感中的最大电流I+ i，波动范围为I的20%。在这个例子中，如果Ids为2A，那么I=1.67A，波动电流i为333mA。根据电感公式，可以计算出L约为1.18微亨。 TI公司作为全球领先的半导体供应商，在模拟产品领域有着丰富的经验和高质量的产品。他们提供的一本针对大学生的简化选型指南，旨在帮助学生快速理解并选择适合的模拟产品，包括运算放大器、数据转换器、电源管理等。这本书不仅包含基本原理的讲解，还有实际应用技巧和注意事项，以提升学生的工程实践能力。 手册的第一部分介绍了运算放大器的原理和设计，涵盖基础概念、理想运放模型，以及“虚短”和“虚断”的概念。第二部分涉及数据转换器，讲解了其工作原理和选型策略。第三部分则聚焦于线性电源和开关电源，包括它们的基本原理和设计方法。 电感的选择是一个综合考虑电源系统需求、元件参数和实际应用的复杂过程。正确地选择和计算电感对于确保电源系统的性能和稳定性至关重要。同时，TI的资源为学习者提供了宝贵的参考资料，有助于深化对模拟电子技术的理解。