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電感設計的原則
設計有許多限制條件，各自都對是否成功量產有直接影響，本文是磁性元件設計教程的重要的一章，主要介紹是什么在限制著電感，高頻變壓器等磁性元件的設計。
原則一：電感不飽和（感值下降不超出合理范圍）
由磁滯回線圖可以看出， H 加大時， B 值也同時增加，但 H 加大到一定程度后， B 值的增加就變得越來越緩慢，直至 B 值不再變化 (u 值越來越小，直至為零 ) ，這時磁性材料便飽和了。通常電路中使用的電感都不希望電感飽和（特殊應用除外，參看飽和電感及其在開關電源中的應用一文），其工作曲線應在飽和曲線以內， Hdc 稱為直流磁場強度或直流工作點。
圖 1 磁芯在直流工作點下的磁滯回線
對于儲能濾波電感，由于需要承受一定的直流電流（低頻電流相對與高頻開關電流也可視為直流），也就是存在直流工作點 Hdc 不為零。磁芯需加氣隙才能承受較大的直流磁通，如下圖，所以該類電感通常選用鐵粉芯做磁芯（有分散氣隙）。
圖 6.3 鐵粉芯的磁導率與直流磁場強度關系圖
由于磁芯加了分布氣隙，其飽和過程就不是一個突變而是一個漸變的過程，所以電感的不飽和問題就轉化為電感感值在直流量下的合理下降問題。
對于 PFC 、 BOOST 、 BUCK 以及 DC-DC 電感，電感的取值通常由設計要求大紋波電流（ Ripple Current ）來決定（通常設計指標是大紋波電流百分比Rripple-percent ）。
其中，對于 BUCK 和 DC-DC 電感，其直流工作點（ IAVG ）相對恒定，如圖
圖 6.4 BUCK&DC-DC 電感的電流波形圖
Rripple-percent=ΔImax/IavgΔImax是紋波電流峰峰值
這是在大直流工作點時，所需的電感小感值
電感初始感值與大直流工作點下感值的關系
Lmin=Linitial×udc％
其中udc％與Hdc(Hdc=NIAVG/l)直接相關，只要計算出Hdc，udc％可從磁芯廠商提供的圖表或計算公式得到。通常，無論如何設計，在大直流工作點處，udc％都不應低于初始磁導率的 30 ％，否則將導致感值擺動太大而對控制器產生不利影響。
對于 PFC 、 BOOST 電感，其直流工作點是 50Hz/60Hz 的工頻信號，并不固定，如下圖。
圖 6.4 PFC&BOOST 電感的電流波形圖
此時，大紋波電流百分比Rripple-percent定義為大紋波電流與額定輸入電壓下的電感電流峰值之比。
注意， BOOST 拓撲的大紋波電流發生在輸入瞬時電壓為 BUS 電壓一半處，此時占空比為 0.5 。
注意，此處的直流工作點是輸入瞬時電壓為 BUS 電壓一半時對應的輸入瞬時電流。
同時，在惡劣條件的大直流工作點下（低壓滿載輸入電流的峰值），udc％也都不應低于初始磁導率的 30 ％。
對于 INV 電感，電感的取值通常看控制器能否可靠限流來決定。
由于 INV 電感需承受 RCD 等非線性沖擊負載，所以 UPS 通常有波峰因數比大于 3 ： 1 的要求，考慮實際逆變限流會稍大于 3:1 ，通常取到 4 ： 1 ，所以， INV 電感的大直流工作點可以設為 4:1 （ 4 倍于額定負載下的電感電流有效值）。當然，若波峰因數規格要求改變，需要做相應調整。
大直流工作點下，udc％不應低于初始磁導率的 30 ％，否則很可能造成限流不可靠而損壞 INV 開關管。
感值確定后，選擇恰當的磁芯，查規格可得其 AL 值，用以下公式就可算出匝數。
原則二：電感損耗導致的溫升在允許的范圍內（考慮使用壽命）
電感主要由磁芯、組成，所以其溫度要求也由這兩方面的限制構成。
磁芯（ Core ）：
儲能電感的磁芯有鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、鐵氧體等構成，目前使用多的是鐵粉芯。鐵粉芯存在高溫老化導致失效的問題，其失效機理可解釋如下：鐵粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質混合壓制而成，絕緣介質通常是高分子聚合物－樹脂類構成，其在高溫下絕緣性能會慢慢劣化，鐵磁材料間的電阻會越來越小，從而磁芯的渦流損耗越來越大，大的損耗導致更高的溫升，這樣便形成了正反饋，這稱為熱跑脫效應（ Thermal Run away ）。鐵粉芯磁芯的壽命便是由熱跑脫效應決定的，其與溫度、工作頻率和磁通密度都有關系。目前公司使用較多的 MicroMetals 公司的鐵粉芯存在上述問題。但也需提醒的是，如絕緣介質無高溫劣化問題，磁芯便不會有熱跑脫效應，這與各公司的使用的材料和工藝有關，并不。
磁芯的溫升與磁芯損耗直接相關，如前所述，磁芯損耗主要由磁滯損耗和渦流損耗構成，對于粉芯類磁芯，由于磁材料間絕緣阻抗很大，渦流損耗幾乎可以忽略不計（但熱跑脫效應是由于渦流損耗越來越大引起）。磁滯損耗只與頻率和交流磁通密度ΔB(磁滯回線面積）有關，與其直流工作點磁通密度Bdc關系不大，以下公式是 MicroMetals 公司鐵粉芯磁芯損耗計算的經驗公式：
其中f為開關工作頻率， B （單位 Gauss ）為一個開關周期內交流磁通密度的峰值，其為個開關周期內交流磁通密度峰峰值的一半（ΔB=2B）。a,b,c,d為常數，與材質有關，常用材質常數見下表。
對于 BUCK 和 DC-DC 電感，穩態工作時，脈寬也基本穩定，所以 B 值很容易確定。但對于 PFC 、 BOOST 和 INV 電感，其脈寬一直是變動的， B 值也一直是變動的，所以在一個工頻周期內的瞬時損耗也是不定的，這時的損耗應以一個工頻周期的平均值Pcore-loss-avg來衡量。
我們知道大電流紋波發生在輸入（或輸出）是輸出（或輸入）電壓一半的時候得到，其實此時也是瞬時交流磁通密度達到大的時候，稱之為Bpeak，所以此時的瞬時損耗也達到大。經過理論計算與實踐檢驗，發現惡劣條件下Pcore-loss-peak 與Pcore-loss-avg 有如下關系：