第 2 节

电感电流纹波的计算

纹波大小由 L、f、VIN、VOUT 决定。公式:ΔI = (VIN−VOUT)×D / (f×L)。

开关导通期间,电感两端电压为 VL = VIN − VOUT。根据电感基本关系 VL = L × dI/dt,电流上升斜率为 dI/dt = (VIN−VOUT)/L。

导通时间为 D×T = D/f,所以一个周期内电流从最低点上升到最高点的幅度为:ΔI = (VIN−VOUT) × D / (f×L)。

以我们的标准参数为例:ΔI = (12−6) × 0.5 / (10000 × 0.001) = 0.3A。如果把电感减小到 0.3mH:ΔI = 6 × 0.5 / (10000 × 0.0003) = 1.0A。纹波增大了 3 倍多!

这告诉我们:增大 L 或提高 f 都能降低纹波。但 L 大意味着电感体积大、成本高;f 高意味着开关损耗大。这是实际设计中的核心权衡。

小电感 = 大纹波

L=0.3mH, R=10Ω。ΔI≈1.0A,纹波比上一个 demo 大 3 倍。

读完这一节后,先运行示例,再对照上面的观察点去看节点、电流和波形变化;如果想继续自由操作,可以把当前示例单独打开。

本节抓手

  • ΔI_L = (VIN−VOUT) × D / (f×L)
  • L 越大 → 纹波越小;f 越高 → 纹波越小
  • 纹波大小直接决定 CCM/DCM 的边界

建议观察

  • 对比 i_l1 的峰-峰值:L=0.3mH 时约 1.0A(远大于 L=1mH 的 0.3A)
  • 虽然纹波大了,但电流最低点仍 > 0 → 还是 CCM