芯耀
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1、简介
将电流纹波系数选择为电感平均电流的20%~40%的情况下，BOOST电路的电感值通过公式2计算：
这里需要注意的是，r = 20% ~ 40% 电流纹波系数建议值并未考虑电感元件的“封装尺寸”这个因素。对于BOOST电路来说，该建议值只是电感选型的起点或参考因素之一。甚至，在BOOST电路的低功耗应用中，它既不是决定电感量的唯一因素，也不是最重要的因素。此文，以TI TPS61046 器件为例，给出一种在低功耗应用中选择电感的流程。该流程兼顾了封装尺寸、转换效率、稳定性和电流限制。
2、电感值计算实例
2.1 转换效率的限制
电感的第一个限制因素是转换效率。
在如下穿戴设备的PMOLED应用中，显示屏供电为12V、20mA，输入电压为1cell锂离子电池。
使用公式1计算得到电感平均电流最大值为79mA：
在取 r = 0.3 的情况下，使用公式2计算得到的电感量为107uH：
此例中可用的电感量为100uH。
大多数供应商提供的电感器典型值如表2所示。单位可以是纳亨（nH）、微亨（µH）和毫亨（mH）。
矛盾点在于：穿戴设备中要求电感元件的尺寸很小，100uH这么大的电感量必然对应着大DCR和小饱和电流，这又会降低转换效率。2.2 数据手册(稳定性)的限制
电感的第二个限制因素是稳定性。
TPS61046 数据手册提供了如表 3 所示的推荐外部元件值范围。电感值限制在 1 µH 至 22 µH 之间。使用该范围内的电感，TPS61046 的性能已通过仿真和台架测试验证。因此建议遵循表 3。
2.3 封装尺寸的限制
第三个限制因素是电感封装尺寸。
对于可穿戴设备中的应用，可接受的电感封装尺寸为 1.6mm × 0.8mm × 1mm 或 2.0mm × 1.6mm × 1mm 。
如表4所示，电感供应商在这两种封装中所能提供的电感值是有限的。
采用这两种封装的电感器电感值不高于10uH。
3、饱和电流计算
选择电感值为10uH，TPS61046工作在CCM模式，反向计算得到实际电感纹波电流为250mA；这实际超过了电感平均电流79mA的216%，也就是说电路必然工作在DCM模式。
在DCM模式中，电感峰值电流通过公式6计算；10uH对应峰值电流193mA，4.7uH对应峰值电流280mA。
确保峰值电流低于电感器的饱和电流和TPS61046的限流值。
例如，如果使用1μH电感器，峰值电流将达到610mA，高于TPS61046器件限流值600mA。因此，此应用不能使用 1 μH 电感器。
表4中的BRL1608T电感器由于饱和电流0.17A低于所需的峰值电流193mA而无法被选择使用。
4、功率损耗计算
此例中可以选择1.5uH或10uH电感元件。升压转换器的效率或功率损耗是决定哪个最优的重要因素。对于相同封装大小的电感元件来说，DCR越小就意味着功率损耗也越小。但是，较大的纹波电流，将导致较大的交流损耗、磁芯损耗、导通损耗。当升压转换器工作在Figure 1中的DCM状态时，电感的直流损耗由公式7决定：
低边、高边MOSFET分别由公式8、9决定：
Table 5 所示，以2.0mm × 1.6mm × 1mm尺寸的VLS201610HBX系列电感器为例，10uH对应功率损耗更小。
Table 6 所示，以1.6mm × 0.8mm × 1mm尺寸的MBKK1608T系列电感器为例，4.7uH和3.3uH对应的总功率损耗基本相同。
但是，应该选择4.7uH电感器，因为它的交流损耗更小。
需要注意的是，某些电感器的交流功率损耗在数据手册中并未提供，因此若想找到最佳元件，有必要在实际电路中对不同供应商提供的相同电感值的电感器进行比较。
5、小结
为低功率升压转换器选择合适的电感器的步骤如下：
1️⃣ 根据实际工况和电流纹波计算电感量的参考值；
2️⃣ 电感量应该在数据手册推荐范围内；
3️⃣ 根据实际应用选择电感器封装尺寸；
4️⃣ 工作峰值电流应该小于电感器饱和电流、转换器芯片限流值；
5️⃣ 计算电感直流损耗、高边/低边MOSFET导通损耗，选择直流损耗较小的电感器；
6️⃣ 如果要在不同厂商中选择最优的电感器，就实际测量转换效率。
