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功率電感器的額定電流為什么有兩種

？

作者：admin 發(fā)布日期：2019/6/22 15:05:48

在DC-DC轉(zhuǎn)換器中，電感器是僅次于IC的核心元件

。通過選擇恰當(dāng)?shù)碾姼衅鳎軌颢@得較高的轉(zhuǎn)換效率

。在選擇電感器時(shí)所使用的主要參數(shù)有電感值

、額定電流、交流電阻

、直流電阻等，在這些參數(shù)中還包括功率電感器特有的概念

。例如

，功率電感器的額定電流有兩種，它們之間的差異是什么呢

？

陜西電感器

為了回答這樣的疑問，我們?cè)谶@里對(duì)功率電感器的額定電流進(jìn)行說(shuō)明

。

存在兩種額定電流的原因

功率電感器的額定電流有"基于自我溫度上升的額定電流"和"基于電感值的變化率的額定電流"兩種決定方法，分別具有重要的意義

。"基于自我溫度上升的額定電流"是以元件的發(fā)熱量為指標(biāo)的額定電流規(guī)定

，超出該范圍使用時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致元件破損及組件故障。

與此同時(shí)

，"基于電感值的變化率的額定電流"是以電感值的下降程度為指標(biāo)的額定電流規(guī)定，超出該范圍使用時(shí)可能會(huì)由于紋波電流的增加而導(dǎo)致IC控制不穩(wěn)定

。此外

，根據(jù)電感器的磁路構(gòu)造的不同

，磁飽和的傾向（即電感值的下降傾向）有所不同

。圖1是表示不同磁路構(gòu)造所導(dǎo)致的電感值的變化的示意圖

。對(duì)于開磁路類型

，隨著直流電流的增加

，到規(guī)定電流值為止呈現(xiàn)比較平坦的電感值，但以規(guī)定電流值為境界電感值急劇下降

。相反

，閉磁路類型隨著直流電流的增加，透磁率的數(shù)值逐漸減少

，因此電感值緩慢下降

。

功率電感規(guī)格書中對(duì)額定電流參數(shù)僅注明介質(zhì)的飽和電流Isat值

。

小常識(shí)：Isat與rms的區(qū)別

Isat與Irms是我們工程人員常常會(huì)碰到的技術(shù)術(shù)語(yǔ)，但因有些客戶的問題

，時(shí)常將兩者混淆

，造成工程技術(shù)上的錯(cuò)誤。Isat與Irms兩者分別表示什么

，中文又是指什么? Isat與Irms兩者如何定義，它們與那些因素有關(guān)?我們?cè)陔姼性O(shè)計(jì)時(shí)

，如何定義?

Isat：指磁介質(zhì)的飽和電流

，在下圖B-H曲線中

，是指磁介質(zhì)達(dá)到Bm對(duì)應(yīng)的Hm所需的DC電流量的大小，對(duì)于電感

，即電感下降到一定比例后的電流大小，如SRI1207-4R7M產(chǎn)品

，電感下跌20%的電流為8.4A

，則Isat=8.4A。Isat計(jì)算公式如下：

設(shè)截面積為S

、長(zhǎng)為l

，磁導(dǎo)率為μ的鐵環(huán)上，繞以緊密的線圈N匝

，線圈中通過的電流為I。則依磁路定律:

Hl/0.4π=NI=0.7958Hl

對(duì)于同一材質(zhì)及呎吋的鐵芯Hl依B-H曲線進(jìn)行變化

，但在同一斜率下

，Hl是不變的，因此:

N1*I1=Hl/0.4π=N2*I2

即:

N1/N2=I2/I1

Irms：指電感產(chǎn)品的應(yīng)用額定電流

，也稱為溫升電流

，即產(chǎn)品應(yīng)用時(shí)

，表面達(dá)到一定溫度時(shí)所對(duì)應(yīng)的DC電流

。

以下是以2520系列中的4.7uH疊層功率電感為例對(duì)比說(shuō)明業(yè)界目前對(duì)電感器額定電流Irat、飽和電流Isat以及溫升電流Irms標(biāo)識(shí)狀況

。

疊層功率電感（鐵氧體大電流電感）參數(shù)比對(duì)表

現(xiàn)狀會(huì)誤導(dǎo)工程師選型，產(chǎn)生隱患

；

目前有相當(dāng)部分疊層功率電感生產(chǎn)廠家對(duì)其產(chǎn)品額定電流規(guī)格都是沿用傳統(tǒng)信號(hào)濾波處理用疊層電感額定電流標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義，其根據(jù)電感的溫升電流值來(lái)定義其額定工作電流

。這種情況下產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師往往會(huì)按照傳統(tǒng)功率電感選型經(jīng)驗(yàn)并根據(jù)供應(yīng)商電感規(guī)格書上定義的額定電流值來(lái)衡量其實(shí)際電路中的額定工作電流

，這樣一來(lái)很可能會(huì)導(dǎo)致因電感飽和電流低于電路的實(shí)際工作電流，會(huì)存在如下隱患：

A). 電感實(shí)際工作時(shí)因電流過大導(dǎo)致飽和

，引起電感量下降幅度過大造成電流紋波超出后級(jí)電路最大允許規(guī)格范圍造成電路干擾

，從而無(wú)法正常工作甚至損壞；

B).電路中實(shí)際工作電流超過電感的飽和電流有可能會(huì)因電感飽和電感量下降產(chǎn)生機(jī)械或電子噪音

；

C).電路中實(shí)際工作電流超過電感的飽和電流會(huì)導(dǎo)致因電感飽和

，其電感量下降引起電源帶負(fù)載時(shí)輸出電壓&電流不穩(wěn)定

，造成其它單元電路系統(tǒng)死機(jī)等不穩(wěn)定異常情形;

D).電感額定電流（包括飽和和溫升電流）選擇余量不足會(huì)導(dǎo)致其工作時(shí)表面溫度過高、整機(jī)效率降低

、加速電感本身或整機(jī)老化使其壽命縮短.

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