根據法拉第電磁感應定律,電感的作用是阻礙電流變化,其兩端電壓VL與電流變化率di/di有關,用公式表示:
以Buck電路為例,在開關管導通階段,電感兩端電壓為Vin-Vout,電流線性上升,用Ton表示導通時間,ΔIon表示導通階段電流變化量。公式表示為:
在開關關閉階段,電感兩端電壓為-Vout,電流線性下降,用Toff表示關斷時間,ΔIoff表示關斷階段電流變化量。滿足公式:
假設開關管導通和關閉時電路紋波對稱,我們可以得到ΔIon = ΔIoff = ΔI/2,且Ton = D·T、Toff = (1-D)·T(T為開關周期),我們可以得到:
其中,f = 1/T為開關頻率。由此我們可以看出:感量L與紋波ΔI成反比:當L增大時,紋波ΔI線性減小。不過,通過前面第一個公式可以看出,在相同電壓VL情況下,電感量L增大,電流變化率di/di會減小,這會導致負載響應變慢。其次,在有些情況下,電感量過大將更多的用于儲能,而影響濾波效果,這點具體可結合實際電路分析。
除此之外,電感量L增大,意味著更多的圈數和更大的磁芯,這將增加器件的體積和成本,從而增加電源的總成本。在差模電感中,更大的電感量,還容易導致磁芯飽和。因此,在設計過程中,降低電路紋波需要綜合考量。除了增大電感量之外,還可以通過多級濾波、與電容協作、優化PCB設計等來提高濾波效果。