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电感参数有哪些?怎么选择电感?

访问量:7时间:2022-04-20
被绕制成螺旋形状的线圈具有感性,用于电气用途线圈被称为电感器,电感这个元件在电子电路中使用非常广泛,并且可以分为两类,一类是用于信号系统的电感,另一类是用于电源系统的功率电感。
 
电感这个元件使用非常普遍,也很容易被人忽视其一些基本参数,造成设计不足,导致产品出现严重的使用问题。
 
越是细节的东西就越值得仔细推敲,这是硬件工程师的基本功。
 
下面以功率电感为例,介绍电感的基本参数。

1 电感值
 
电感值电感的基本参数,也是影响纹波电流和负载响应的一个重要参数。电感和电容是对偶元件,电感有一个最重要也是最基本的公式:

流过DC-DC转换器中功率电感的电流是三角波电流。一般来说,可将纹波电流△I设置为负载电流Iout的30%左右。因此,只要决定DC-DC转换器的条件,就能根据以下算式粗略计算适当的功率电感器电感。

在DC-DC转换器的SPEC或datasheet中都推荐了不同电感值作为参考值。因此,即使不进行上述算式之类的计算,也能按照制造商的参考值选定,如果想更换新的电感型号,其参数也不应该与供应商推荐的参考值相差太远。
 
2 饱和电流Isat
 
饱和电流特性也叫做直流叠加特性,其影响了电感工作时的有效感值,如果选择不合适,电感容易饱和,引起实际感值下降,不能满足设计需求,甚至有可能烧坏电路。饱和电路各家的定义略有不同,通常而言指的是初始电感值减小30%时的电流,如下图,一个4.7uH的电感,在1.5A时,电感下降了30%,只有大约3.3uH。如果Isat不够的话,纹波电流会随着电感值的下降而增加。因为根据上面的公式,在负载电流不变时,L减小了,I自然就会变大。
 

特别说明:如果此参数选择不合适,很可能引起输出电流纹波增加,进而导致峰值电流增加,引起电感值下降,电感值下降进一步增加输出电流纹波,行程恶性循环。
 

3 温升电流Itemp
 
这是规定使用电感时的环境温度容许范围的参数。温升电流的定义各家厂商也有区别,一般而言,指的是将电感温度上升了30℃时的电路。温度的影响因电路的工作环境而异,因此要设想实际使用环境后选定。
 
4 直流阻抗Rdc
 
表示通过直流电时的电阻值。这个参数影响最大最直接的就是发热损耗,所以直流阻抗越小损耗越少。减小Rdc与尺寸小型化等条件略有冲突。只要从上述的满足电感、额定电流等必要特性的电感器当中,选定Rdc更小的产品即可。
 
5 阻抗频率特性
 
理想电感的阻抗随着频率增加而增加,然而实际电感由于寄生电容和寄生电阻的存在,在一定频率下呈现感性,超过一定频率呈容性,阻抗反而随着频率的增加而减小,这个频率就是转折频率。
 
以上就是电感相关的特性参数,在选择电感时务必要仔细评估每个参数。

来源:RF技术社区 (https://rf.eefocus.com)
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