开关电源的电感的作用及摆放位置

电感是开关电源中常用的元件由于电流电压相位不同，理论上没有损耗。电感为储能元件，与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上用来平滑电流。电感也被称为扼流圈特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说由于磁通连续特性，电感上的电流必须连续否则会产生很大的电压尖峰（感性元件，如果突然断电（电流回路被切断），会产生很大的电压尖峰脉冲损坏与之串联的器件，此时必须加续流二极管续流。

电感常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L（C是其中的输出电容）。虽这样理解是正确的，为了理解电感的设计必须深入的了解电感的行为。在降压转换中，电感的一端连接到DC输出电压另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。

Buck/Boost型开关电源随开关管的开关，储能电感的电流波形等价于直流IDC上加一个I（P-P）值为ΔI的交流。因而IDC成为输出电流IO主要消耗在负载上；交流ΔI消耗在负载电容的ESR（EquationSerial Resistance）上成为输出纹波Vripple。

PCB开关电源的电感摆放位置

用于电压转换的开关稳压器使用电感来临时存储能量。这些电感的尺寸通常非常大，必须在开关稳压器的印刷电路板（PCB）布局中为其安排位置。这项任务并不难，因为通过电感的电流可能会变化，但并非瞬间变化。变化只可能是连续的，通常相对缓慢。

开关稳压器在两个不同路径之间来回切换电流。这种切换非常快，具体切换速度取决于切换边缘的持续时间。开关电流流经的走线称为热回路或交流电流路径，其在一个开关状态下传导电流，在另一个开关状态下不传导电流。在PCB布局中，应使热回路面积小且路径短，以便最大限度地减小这些走线中的寄生电感。寄生走线电感会产生无用的电压失调并导致电磁干扰（EMI）。

图1.用于降压转换的开关稳压器（带如虚线所示的关键热回路）。

图1所示为一个降压调节器，其中关键热回路显示为虚线。可以看出，线圈L1不是热回路的一部分。因此，可以假设该电感器的放置位置并不重要。使电感器位于热回路以外是正确的——因此在第一个实例中，安放位置是次要的。不过，应该遵循一些规则。

不得在电感下方（PCB表面或下方都不行）、在内层里或PCB背面布设敏感的控制走线。受电流流动的影响，线圈会产生磁场，结果会影响信号路径中的微弱信号。在开关稳压器中，一个关键信号路径是反馈路径，其将输出电压连接到开关稳压器IC或电阻分压器。

开关电源输出电感烧毁的5大原因

开关电源输出电感烧毁的五大原因如下：

电感与开关电源输出功率不匹配：当电感线圈直流电阻较大时，满负荷或超负荷输出可能导致线圈温度持续升高，直至烧毁。虽然这种可能性存在，但相对较小。

电源长时间超负荷运行：这是导致电感烧毁可能性较大的原因。长时间超负荷运行会导致电感的线圈电阻损耗（直流）和磁芯涡流损耗（交流）加重，这些损耗转化为热能，使电感温度迅速上升直至损坏。

电感质量有问题：如果电感磁芯质量不好，当有较大高频交流分量通过电感时，会在磁芯中产生很大的涡流损耗，导致磁芯线圈温度持续升高直至烧毁。

滤波电容失效：这会导致整流后的所有脉动交流成分全部加在电感上，使磁芯涡流损耗达到最大值，温度迅速上升，从而烧毁电感。此时，输出电压降低，负反馈尝试提升电压，但这会进一步增加输出脉动交流成分，使磁芯涡流温升更快，形成恶性循环，最终导致电感烧毁。

电感线圈匝间短路：类似于电源变压器，如果出现线圈匝间短路，电感很可能烧毁。

审核编辑：黄飞