开关电源使用电感来临时储能的最佳方法是什么？

开关电源经常使用电感器来临时储存能量。 在评估这些电源时，测量电感器电流通常有助于了解完整的电压转换电路。 但测量电感电流的最佳方法是什么？

图 1 显示了此类测量的推荐设置，以典型的降压转换器（降压拓扑）为例。 将一根小辅助电缆与电感器串联。 使用它连接电流探头并在示波器上显示电感器电流。 建议在电感电压稳定的一侧测量。 大多数开关稳压器拓扑都使用电感器，使得一侧的电压在两个极值之间切换，而另一侧的电压保持相对恒定。 对于图 1 所示的降压转换器，开关节点（即电感器 L 左侧）处的电压以开关沿的速率在输入电压和接地电压之间切换。 电感右侧是输出电压，通常比较稳定。 为了减少电容耦合（电场耦合）造成的干扰，电流测量环路应放置在电感器的安静侧，如图 1 所示。

图1.开关电源中电感电流测量示意图。

图 2 显示了用于此测量的实际设置。 向上提起电感器并将两个端子之一偏置焊接到电路板上。 另一个端子通过辅助线连接至电路板。 这种转换可以很容易地完成。 热风拆焊是一种行之有效的移除电感器的方法。 许多 SMD 返修站提供温度可调的热气流处理。

图 2. 电感器电流测量的实际设置。

电流探头由示波器制造商提供。 不幸的是，它们通常非常昂贵，因此不断提出的一个问题是电感器电流是否也可以通过分流电阻器来测量。 原则上这是可能的。 然而，这种测量方法的缺点是开关电源中产生的开关噪声很容易通过分流电阻耦合到电压测量中。 因此，特别是在关注点上，测量结果并不能真正代表电感器电流改变方向时的行为。

图 3. 电感器电流的测量结果以蓝色显示，饱和电感器的行为以紫色显示。

图 3 显示了通过与所用示波器兼容的电流探头检测到的开关电源电感器电流（蓝色）的测量结果。 除了以蓝色显示的测量值之外，还添加了紫色标记，该标记指示当电感器开始接近峰值电流并进入过饱和时流过电感器的电流状况。 当所选电感器不能为给定应用提供足够的额定电流时，就会发生这种情况。 在开关电源中进行电感器电流测量的主要原因之一是，它可以帮助确定电感器是否选择正确，或者在运行期间或故障条件下是否发生电感器饱和。

使用分流电阻器而不是电流钳进行测量会表现出很强的耦合噪声，尤其是在峰值电流下，从而使电感器饱和检测变得非常困难。

线圈电流的检测在电源评估中非常有用，并且可以通过合适的设备轻松实现。