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電感引數有哪些?怎麼選擇電感?

被繞製成螺旋形狀的線圈具有感性,用於電氣用途線圈被稱為電感器,電感這個元件在電子電路中使用非常廣泛,並且可以分為兩類,一類是用於訊號系統的電感,另一類是用於電源系統的功率電感。

電感這個元件使用非常普遍,也很容易被人忽視其一些基本引數,造成設計不足,導致產品出現嚴重的使用問題。

越是細節的東西就越值得仔細推敲,這是硬體工程師的基本功。

下面以功率電感為例,介紹電感的基本引數。

電感引數有哪些?怎麼選擇電感?

1 電感值

電感值電感的基本引數,也是影響紋波電流和負載響應的一個重要引數。電感和電容是對偶元件,電感有一個最重要也是最基本的公式:

電感引數有哪些?怎麼選擇電感?

流過DC-DC轉換器中功率電感的電流是三角波電流。一般來說,可將紋波電流△I設定為負載電流Iout的30%左右。因此,只要決定DC-DC轉換器的條件,就能根據以下算式粗略計算適當的功率電感器電感。

電感引數有哪些?怎麼選擇電感?

在DC-DC轉換器的SPEC或datasheet中都推薦了不同電感值作為參考值。因此,即使不進行上述算式之類的計算,也能按照製造商的參考值選定,如果想更換新的電感型號,其引數也不應該與供應商推薦的參考值相差太遠。

2 飽和電流Isat

飽和電流特性也叫做直流疊加特性,其影響了電感工作時的有效感值,如果選擇不合適,電感容易飽和,引起實際感值下降,不能滿足設計需求,甚至有可能燒壞電路。飽和電路各家的定義略有不同,通常而言指的是初始電感值減小30%時的電流,如下圖,一個4。7uH的電感,在1。5A時,電感下降了30%,只有大約3。3uH。如果Isat不夠的話,紋波電流會隨著電感值的下降而增加。因為根據上面的公式,在負載電流不變時,L減小了,I自然就會變大。

電感引數有哪些?怎麼選擇電感?

特別說明:

如果此引數選擇不合適,很可能引起輸出電流紋波增加,進而導致峰值電流增加,引起電感值下降,電感值下降進一步增加輸出電流紋波,行程惡性迴圈。

電感引數有哪些?怎麼選擇電感?

3 溫升電流Itemp

這是規定使用電感時的環境溫度容許範圍的引數。溫升電流的定義各家廠商也有區別,一般而言,指的是將電感溫度上升了30℃時的電路。溫度的影響因電路的工作環境而異,因此要設想實際使用環境後選定。

電感引數有哪些?怎麼選擇電感?

4 直流阻抗Rdc

表示透過直流電時的電阻值。這個引數影響最大最直接的就是發熱損耗,所以直流阻抗越小損耗越少。減小Rdc與尺寸小型化等條件略有衝突。只要從上述的滿足電感、額定電流等必要特性的電感器當中,選定Rdc更小的產品即可。

5 阻抗頻率特性

理想電感的阻抗隨著頻率增加而增加,然而實際電感由於寄生電容和寄生電阻的存在,在一定頻率下呈現感性,超過一定頻率呈容性,阻抗反而隨著頻率的增加而減小,這個頻率就是轉折頻率。

電感引數有哪些?怎麼選擇電感?

以上就是電感相關的特性引數,在選擇電感時務必要仔細評估每個引數。

文章整理自工程師看海

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