一、引言

圍繞德州儀器（TI）降壓轉換器TPS54561DPRT，先前已分享諸多相關推文，諸如對TPS54561DPRT規格書公式（35）的推導解析、針對公式（36）的推導闡述、功率電感額定與飽和電流取值準則、功率電感挑選流程及實例等。

圖1展示了TPS54561DPRT的參考電路示例。

圖2呈現了TPS54561DPRT參考電路的設計要求。

圖3描繪了TPS54561DPRT參考電路的功率電感選型計算過程。

如圖1/2/3所示，TPS54561DPRT規格書所給出的參考電路示例，其支持的最高輸入電壓可達60V，然而依據公式（31）運用Vin,max計算得出了Lo,min……

圖4為TPS54302DDCT規格書里功率電感值計算公式。

從圖4可看出，不止是TPS54561DPRT，像TPS54302DDCT、TPS54334DRCT、LMR51635等眾多TI器件規格書中，均采用Vin,max來計算得出Lo,min。

難道是TI工程師出錯了？

前文提及的《降壓電路電感量L與Vin、D、Ton、Toff的正反比關聯》曾分析過，降壓轉換器所需功率電感值L與輸入電壓Vin呈正比關系，理論上輸入電壓最大值Vin,max應對應Lmax才對，可參見公式（3.41）。

又或者依據常識，當輸出電壓Vout保持恒定時，輸入電壓Vin越大，輸入電壓與輸出電壓之間的壓差就越大，用于能量傳輸的LC組件就需要存儲更多能量，對應的電感量L以及電容量C也應相應增大，可參考電感儲能公式與電容儲能公式。

二、剖析

參考公式（3.39）（3.40）（3.41），這些公式本身無誤，理論上“降壓轉換器所需功率電感值L與輸入電壓Vin呈正比關系”這一論斷也是正確的。

在開關頻率Fsw、輸出電壓Vout以及紋波電流ΔI保持不變的情況下，輸入電壓最小值Vin,min對應著公式（3.39）所計算出的功率電感值Lbuck,min，而輸入電壓最大值Vin,max則對應著公式（3.41）算出的功率電感值Lbuck,max。

不過，TI工程師的考量是，既然該電路要支持從Vin,min到Vin,max這一輸入電壓區間，那么實際選定的功率電感值就不應低于Lbuck,max，即應滿足

期望電感值L≥Lbuck,max

否則，由此引發的紋波電流ΔI就會超出期望的r*Iout范疇，同時其他參數也可能超出“設計要求”中的預期范圍。

所以，將“期望電感值L≥Lbuck,max”這一條件與公式（3.41）相結合，便得出了如下表達式：

Lmin=（Vin,max - Vout）* Vout/（r * Iout * Fsw * Vin,max）（對應TPS54561DPRT規格書公式（31））

如此表達的好處在于，能讓工程師清楚知曉計算得出的是“所需功率電感的最小值”，實際選型時切勿低于此值。

然而，這種表達方式的弊端在于，那些知曉“降壓轉換器所需功率電感值L與輸入電壓Vin呈正比關系”的細心工程師，乍一看可能會誤以為公式表述有誤。

既然TPS54561DPRT規格書公式（31）的表達有其合理性，那也說明本文公式（3.41）的表達存在不足。

即采用Vin,max計算得出對應的Lbuck,max，可能會誤導不了解其中細節的工程師，使其誤以為電路所需功率電感最大值是Lbuck,max，從而挑選了比Lbuck,max小或小很多的電感值，最終致使諸多參數超出“設計要求”中的預期。

三、總結

從理論層面來講，應當是“降壓轉換器所需功率電感值L與輸入電壓Vin呈正比關系”，也就是本文公式（3.41）所表達的含義。

本文剖析了TPS54561DPRT規格書公式（31）中“運用Vin,max計算得出Lo,min”的問題。

表面上看似TI工程師出錯了，實則不然，只是表達方式以及想要傳達的理念有所差異罷了。

咱們應當“知其然，知其所以然”，切不可被表象所迷惑。要見微知著、洞察入微、透過現象剖析本質，讓我們攜手共進，努力成為有技術追求的工程師，朝著大國工匠的目標奮力前行 。