24V 降 5V/3A 的 Buck 怎么选电感：输出 3A，峰值电流只到 3.5A——但最恶劣工况是输入最高的 36V，不是标称 24V

现场问题：24V 的电源，为什么 36V 时电感先饱和

一个工业采集模块从 24V 直流母线取电，经同步 Buck 降到 5V/3A 给传感器和 MCU 供电。样机在实验室用稳压源打 24V 跑得好好的，一上机床母线（重载卸载瞬间母线能冲到 34~36V）就开始偶发过流保护、电感啸叫。查下来电感没有坏，是选型时按 24V 算了纹波和峰值电流，没按 36V 的最恶劣工况留饱和裕度。

Buck 选电感最容易踩的两个坑：以为峰值电流就是输出电流，以及以为最恶劣工况是标称输入。把账从 24V 和 36V 各算一遍就清楚了。共同条件：输入 Vin=18~36V（标称 24V），输出 Vo=5V、Io=3A，开关频率 fs=400kHz，同步整流（导通压降忽略，按理想占空比估算）。

第一步：占空比，24V 和 36V 两个端点都要算

理想 Buck 占空比 D=Vo/Vin：

D24=0.208，D36=0.139

占空比都不大，意味着高侧开关每个周期导通时间很短（24V 时约 0.52µs）。这个数字先放着，它直接决定纹波随输入电压往哪个方向变。

第二步：按纹波电流反算电感量

连续导通模式（CCM）下，高侧开关导通期间加在电感上的伏秒积给出纹波电流：

ΔIL=Vo(1−D)/(fs·L)

工程上一般把纹波电流设为输出电流的 20%~40%（折衷点：纹波太大则峰值电流和输出纹波高，太小则电感量和体积大、瞬态响应慢）。取中值 30%，即 ΔIL=0.9A，在 24V 下反算：

L=5×0.792/(400000×0.9)=11.0µH

选标准值 10µH。注意选完标准值要代回去看真实纹波，而不是停留在目标值上：

ΔIL,24=0.99A（33%）

第三步：峰值电流——必须按 36V 上限算，这是本案根因

电感电流的峰值和谷值为：

ILpk=Io+ΔIL/2

关键在于 ΔIL 里的 (1−D) 项：输入电压越高，占空比越小，纹波反而越大。把 36V 代回去：

ΔIL,36=1.08A（36%）

ILpk,24=3.49A，ILpk,36=3.54A

峰值电流随最高输入走。选电感饱和电流时还要在峰值上再留裕度（电感接近饱和时电感量会塌，纹波进一步放大形成正反馈），通常取 Isat ≥ 1.25~1.3 倍最高输入下的峰值：

Isat≥4.6A，取标称 5A 档

如果只按 24V 的 3.49A、再不留裕度选了一颗 Isat≈3.6A 的「刚好」电感，母线冲到 36V 时峰值加上温度导致的饱和电流下降，电感进入软饱和，纹波和峰值电流一起窜高，过流保护误动、可闻啸叫——这正是样机的故障链。Buck 的最恶劣输入是电压上限；这一点和 Boost 恰好相反（Boost 在最低输入、占空比最大时峰值电流最高，可对照站内那篇 12V 升 24V 的电感算例）。

第四步：电感铜损、输出电容与轻重载边界

铜损：CCM 下电感电流纹波只有 1/3，RMS 近似等于输出电流 IL,rms≈3A。选 DCR=40mΩ 的功率电感，铜损 Pcu=9×0.04=0.36W，在小模块里这笔发热不能忽略，DCR 应和饱和电流一起写进选型条件。

输出电容：纹波电压由电容充放电和 ESR 两部分组成。容性部分 ΔVC=ΔIL/(8fsCo)，用 22µF（24V 工况、ΔIL=0.99A）：14.1mV；ESR=10mΩ 再叠加 9.9mV，合计约 24mV，对 5V 轨不到 0.5%。若负载是对纹波敏感的 ADC 参考或运放电源，用低 ESR 陶瓷电容或两颗并联把 ESR 项压下去。

轻重载边界：当输出电流降到纹波的一半（Io<0.5A）时，电感电流在周期末会触零，电路进入断续导通模式（DCM）。这对供电无害，但控制器通常切换到 PFM/跳周期以维持稳压，表现为轻载开关频率降低、输出纹波频谱改变——ADC 采样若与这个频率拍频会出底噪，敏感模拟轨轻载要预留 LDO 二级稳压。

和 Boost 对照：同一颗电感，最坏工况在相反的输入端

站内此前那篇 12V 升 24V 的 Boost 算例里，输出才 2A、电感峰值却要按 5.1A 选——因为 Boost 电感在输入侧，其平均电流是 Io/(1−D)，大占空比下被放大。Buck 正好相反：电感在输出侧，平均电流就是 Io，峰值只比输出高半个纹波（本例 +16%~18%），但最坏工况落在输入电压上限（纹波随 1−D 增大）。记住这一对镜像关系，比记任何选型表都管用：Buck 按最高输入电压定纹波和 Isat，Boost 按最低输入电压定峰值电流。

把「两端点占空比 → 反算 L → 选标准值回代 → 按最高输入定峰值与 Isat → 核铜损与输出纹波」这一套跑下来，可以直接用站内的DC-DC 变换器计算报告：Buck 和 Boost 两种拓扑的占空比、电感纹波、峰值电流与输出电容估算都支持，填入真实输入电压范围（别只填标称值）、目标纹波比和频率，工具会给出 L、ΔIL、ILpk 和推荐电容，最恶劣工况一栏会随输入上下限自动切换。