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功率电感的典型参数
来源:引用 | 作者:admin | 发布时间: 49天前 | 315 次浏览 | 分享到:
在选择功率电感时最常看的指标为L、DCR、Isat,Irms

                                                      选择功率电感时应注意的典型参数

  

  选择功率电感最常看的指标为L、DCR、Isat,Irms,Ir(Isat和Irms取最小值)。

  电感量L:

  L为静态测试指标,即无偏置电流时候的电感量。与其相对应的就是动态电感,即工作时的电感量,通常会有一定衰减。动态电感越大,电路中纹波电流越小,但体积和成本会相应增加。电感量大小主要与磁芯的磁导率,磁芯结构常量(磁路有效截面积Ae和磁路有效长度Le)以及线圈匝数,耦合程度,气隙位置等。


  直流电阻DCR:

  DCR是绕组的基本特性,电阻会引入直流损耗, DCR越小越好。其材质多为紫铜,温度对紫铜的电阻率有一定影响,相对于20℃时的电阻,温度每上升一度,电阻率增加0.43%。在温度T时的工作电阻Ro遵循如下公式:Ro=Rdc*(1+(T-20)/234.5)= Rdc*(1+ΔT*0.0043)

例如产品温升50℃,按照上述公式,实际电阻是常温电阻的1.215倍,

相应计算线圈损耗时相当于增加0.2倍。此外,随着频率的提高,因为趋肤效应导致高频电流趋于导体表面,实际载流面积减小而引入交流电阻Rac。


  温升电流Irms:

  从温升角度定义电流,一般温升ΔT=40℃时允许通过的直流电流。通常在无风自冷条件下,将产品放置在特制的工装夹具上进行测试。就电流而言,实际通过电感的电流不同频率的有正弦波,有矩形波,有三角波等,并非纯粹的直流电流。产品的温升与工作频率、交流磁通密度(纹波电流),有效电流,PCB焊盘和器件布局,散热措施等有关系。比如有散热片,铝基板或者强制风冷等措施,或者系统本身允许更高的温升(F级绝缘系统,温升最大可达100K),所选用产品在不饱和的情况下,允许通过更高的电流。如果电路中没有任何散热措施,产品要求低温升,建议电流选择小于0.7*Irms。所以在选择电感时,需要根据具体的有效电流(长时间工作),纹波电流,散热环境,效率,能接受的最大温升等要求等进行选择相对应的电感型号。

  

   饱和电流Isat:

  从饱和角度定义的电流。一般电感量衰减20%时允许通过的直流电流。通常在常温下用直流叠加测试仪对电感进行偏磁性测试。对于铁氧体电感,因为其“硬”饱和特性,通常会按照10%或者20%定义饱和电流,而磁粉心类电感,常见电感多按照20%和30%定义饱和电流。需要注意的就是,温度增大时,需要考虑饱和电流的降额使用。磁粉心类的饱和磁感应强度随温度增加基本不变,因而饱和电流不需要降额,同时这一类材料的居里温度高,往往可以在高温环境中使用,磁芯材料为铁氧体时,电感的饱和电流会随着温度的升高而减小,通常100℃时下降为常温的80%。另外,在不同的电路中,对电感的线性度和饱和深度要求不同,决定了在选择电感时选择不同的磁性材料。在选择电感时,可根据具体的峰值电流,温度,电感线性度的要求等,进行选型

        

          另外,选择功率电感时还有很多非典型的数据进行参考,如纹波电流ΔI、峰值电流IPK和有效电流Ir,工作频率f,直流损耗Pdc,交流损耗Pac,磁芯损耗Pcore,总损耗Ptotal,能量储存E,热阻Rth,温升ΔT,等效电阻Rs,阻抗Z,品质因素Q,分布电容Cr,谐振频率SRF,绝缘电阻和耐压等,这些指标对电感的设计选型也都有着重要的参考价值。