在当今电子设备飞速发展的时代，开关电源作为电子系统的部件，其性能的优劣直接影响着整个设备的运行效率和稳定性。而在开关电源设计中，功率电感无疑是关键元件之一，其功率损耗更是直接关系到电源的转换效率和稳定性。今天，我们就一同深入探讨 BUCK 电路中电感的功率损耗，为工程师们提供更为实用的设计参考。
电感的功率损耗主要来源于两个方面，分别是绕组损耗和磁芯损耗。首先来看绕组损耗，由绕组引起的损耗，也被称为 “铜损”“线圈损耗” 或 “绕组损耗”，它包括 “直流电阻损耗” 和 “交流电阻损耗” 两种。理论上，交流电阻损耗由 P(L,ACR)=(IRMS)2×ACR 决定，但由于交流电阻引起的线圈损耗较难计算，因为线圈的交流阻抗值并非总能从电磁供应商处获取，所以通常仅计算功率电感的 “直流电阻损耗”。功率电感的直流电阻（DC Resistance, DCR），是指在直流下测量电感器时得到的电阻值。电感上的 DCR 功率损耗，正是由电感 DCR 参数引起的传导损耗，可以用公式 P=I2×R 评估。参考《开关电源宝典?降压电路 (BUCK) 的原理与应用》中的相关公式，基于平均值和有效值的电感 DCR 功率损耗分别有对应的表达式。可见，在负载电流和纹波电流不变时，直流电阻功率损耗的大小与电感元件的 DCR 值成正比。所以在实际电路设计中电感选型时，选择 DCR 值更小的电感，有助于提升电源电路的转换效率。通常，大尺寸的电感 DCR 更小，因而可以减小功率损耗。这是因为根据导线电阻的阻值计算公式 R=ρ×L/S（其中，ρ 为电阻率，L 为导线的长度，S 为导线的横截面积），导线的横截面积越大，对应的电阻越小，但这也会导致电感的体积增大。然而，体积增大并不总是可行的，因为这会占用更多的电路板空间，增加成本和复杂性。所以在选型时，需要在电感的尺寸、成本和性能之间找到的平衡点。
再来说说磁芯损耗，由磁芯材料引起的损耗，称为 “铁损” 或 “磁芯损耗”，包括 “磁滞损耗”“涡流损耗” 和剩余损耗。电感元件上总功率损耗的计算公式也有相应的表达。
总之，深入了解 BUCK 电路中电感的功率损耗来源和计算方法，对于工程师优化开关电源设计、提高电源转换效率和稳定性具有重要意义。在实际设计过程中，要综合考虑各种因素，合理选择电感元件，以实现电源性能的化。
