SLVSI31 Data sheet

ZHDS185 April 2026 TPS61371

PRODUCTION DATA

升压转换器通常需要两个主要无源元件，用于在功率转换过程中储存能量：一个电感器和一个输出电容器。电感器会影响稳态效率（包括纹波和效率）、瞬态行为和环路稳定性，因此电感器是应用中最关键的元件。

在选择电感器和电感时，其他重要参数包括：

如果选择具有平均电感器电流低纹波百分比的电感器纹波电流，则会产生较大的电感值，从而最大限度地提高转换器的潜在输出电流并将 EMI 降至最低。纹波更大可导致电感器的电感值和物理尺寸更小，从而改善瞬态响应，但可能导致 EMI 变高。

选择电感器时的经验法则是确保电感器纹波电流 (ΔI_L) 是平均电流的特定百分比。然后使用方程式 2、方程式 3 和方程式 4 来计算电感：

方程式 2.

∆ I_{L} = \frac{V_{I N} \times D}{L \times f_{S W}}

方程式 3.

∆ I_{L_R} = R i p p l e % \times \frac{V_{O U T} \times I_{O U T}}{η \times V_{I N}}

方程式 4.

L = \frac{1}{R i p p l e %} \times \frac{η \times V_{I N}}{V_{O U T} \times I_{O U T}} \times \frac{V_{I N} \times D}{f_{S W}}

其中

流经电感器的电流为电感器纹波电流外加平均输入电流。在上电、负载故障或瞬态负载条件下，电感器电流可能会增加到计算的峰值电感器电流以上。

在没有电流偏置的情况下，电感值的容差可以为 ±20%，甚至是 ±30%。当电感器电流接近饱和水平时，电感比 0A 偏置电流时的值减少 20% 至 35%，具体取决于电感器供应商对饱和的定义。选择电感器时，请确保额定电流（尤其是饱和电流）大于运行期间的峰值电流。

电感器峰值电流随负载、开关频率以及输入和输出电压变化而变化，可通过方程式 5 和方程式 6 计算得出。

方程式 5.

I_{P E A K} = I_{I N} + \frac{1}{2} \times ∆ I_{L}

其中

输入直流电流由输出电压决定，输出电流和效率可通过以下公式计算得出：

方程式 6.

I_{I N} = \frac{V_{O U T} \times I_{O U T}}{V_{I N} \times η}

其中

虽然电感纹波电流取决于电感、频率、输入电压和由方程式 2计算得出的占空比，但可将方程式 2和方程式 6代入方程式 5来计算电感峰值电流：

方程式 7.

I_{P E A K} = \frac{I_{O U T}}{(1 - D) \times η} + \frac{1}{2} \times \frac{V_{I N} \times D}{L \times f_{S W}}

其中

热额定电流 (RMS) 可通过方程式 8计算得出：

方程式 8.

I_{L_R M S} = \sqrt{{I_{I N}}^{2} + \frac{1}{12} {(∆ I_{L})}^{2}}

其中

确保峰值电流不超过电感器的饱和电流，RMS 电流不超过电感器的温度相关额定电流。

对于给定的物理电感器尺寸，电感增大通常会导致电感器具有较低的饱和电流。线圈的总损耗由直流电阻 (DCR) 损耗和以下与频率相关的损耗组成：

对于某个电感器，较大的电流纹波（较小的电感器）会产生较高的直流损耗，以及与频率相关的损耗。为了提高效率，基本上建议使用具有较低 DCR 的电感器。然而，这通常需要在损耗和封装尺寸之间进行权衡。

建议使用表 8-2中不同供应商生产的以下串联电感器。

表 8-2 推荐用于 TPS61371 的电感器

器件型号	L (μH)	DCR TYP (mΩ) 典型值	饱和电流/ 典型值。	尺寸（长 × 宽 × 高 mm）	供应商⁽¹⁾
PIJT3225FE-1R0MSR	1	40	4.4	3.2 × 2.5 × 0.65	Cyntec
XAL4020-222ME	2.2	35	5.6	4 × 4 × 2	Coilcraft
DFE322512F-2R2M=P2	2.2	66	2.6	3.2 × 2.5 × 1.2	Murata
DFE322520FD-4R7M#	4.7	98	3.4	3.2 × 2.5 × 2.0	Murata

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