低损高频电感变压器生产定制厂家足功率 · 全铜线 · 温升慢

1325077981013302265948

美登电子:匠心造品质,创新铸品牌

热搜关键词: 贴片电感 功放电感 一体成型电感 磁屏蔽电感

电感磁芯的饱和度介绍

来源: | 发布日期:2022-04-05
  通过电感峰值电流,我们可以发现电感上产生了什么。很容易会知道,随着通过电感的电流增加,它的电感量会减小。这是由于磁芯材料的物理特性决定的。电感量会减少多少就很重要了:如果电感量减小很多,转换器就不会正常工作了。当通过电感的电流大到电感实效的程度,此时的电流称为“饱和电流”。这也是电感的基本参数。
  实际上,转换电路中的开关功率电感总会有一个“软”饱和度。要了解这个概念可以观察实际测量的电感Vs DC电流的曲线:

  当电流增加到一定程度后,电感量就不会急剧下降了,这就称为“软”饱和特性。如果电流再增加,电感就会损坏了。


QQ截图20220226215217

  注意:电感量下降在很多类的电感中都会存在。例如:toroids,gapped E-cores等。但是,rod core电感就不会有这种变化。
  有了这个软饱和的特性,我们就可以知道在所有的转换器中为什么都会规定在DC输出电流下的最小电感量;而且由于纹波电流的变化也不会严重影响电感量。在所有的应用中都希望纹波电流尽量的小,因为它会影响输出电压的纹波。这也就是为什么大家总是很关心DC输出电流下的电感量,而会在Spec中忽略纹波电流下的电感量
  饱和电流ISAT一般是标注在电感值衰减在10%、30%或40%之情况下的偏置电流。以气隙铁氧体而言,因其饱和电流特性非常急遽,10%与40%相差不大。但如果是铁粉芯(如冲压式电感),饱和曲线比较缓和,电感衰减10%或40%的偏置电流相差很多,因此就饱和电流值,二种铁芯将分开探讨如下。
  对于一个气隙铁氧体,以ISAT作为电路应用最大的电感电流上限点是合理的。但如果是铁粉芯,因为缓饱和特性,即便应用电路最大电流超过ISAT也不会发生问题,因此这种铁芯特性最适合开关转换器的应用。在重载时,虽然电感器之电感值较低,造成电流涟波因子较高,但现今的电容电流耐受度高,因此并不会成为问题。在轻载时,电感器之电感值较大,有助于降低电感的涟波电流,进而降低铁损。
  额定电流(IDC)
  IDC值为当电感温升为Tr?C时的直流偏置。规格书同时标注其在20?C的直流电阻值RDC。依铜导线的温度系数约为3,930 ppm,在Tr温升时,其电阻值为RDC_Tr = RDC(1+0。00393Tr),其功耗为PCU = I2DCxRDC。此铜损功耗在电感器表面散逸,可计算出电感的热阻ΘTH:
  相同系列及尺寸的电感,因表面散热面积一样,其计算所得之热阻也相差无几;换句话说,可以估算不同电感的额定电流IDC。不同系列(封装)的电感,其热阻也不同。
  在DC-DC转换器中,电感器是仅次于IC的核心元件。通过选择恰当的电感器,能够获得较高的转换效率。在选择电感器时所使用的主要参数有电感值、额定电流、交流电阻、直流电阻等,在这些参数中还包括功率电感器特有的概念。例如,功率电感器的额定电流有两种,它们之间的差异是什么呢?
  为了回答这样的疑问,我们在这里对功率电感器的额定电流进行说明。
  存在两种额定电流的原因
  功率电感器的额定电流有"基于自我温度上升的额定电流"和"基于电感值的变化率的额定电流"两种决定方法,分别具有重要的意义。"基于自我温度上升的额定电流"是以元件的发热量为指标的额定电流规定,超出该范围使用时可能会导致元件破损及组件故障。
  与此同时,"基于电感值的变化率的额定电流"是以电感值的下降程度为指标的额定电流规定,超出该范围使用时可能会由于纹波电流的增加而导致IC控制不稳定。此外,根据电感器的磁路构造的不同,磁饱和的倾向(即电感值的下降倾向)有所不同。
  对于开磁路类型,随着直流电流的增加,到规定电流值为止呈现比较平坦的电感值,但以规定电流值为境界电感值急剧下降。相反,闭磁路类型随着直流电流的增加,透磁率的数值逐渐减少,因此电感值缓慢下降。
  功率电感规格书中对额定电流参数仅注明介质的饱和电流Isat值。
  小常识:Isat与rms的区别
  Isat与Irms是工程人员常常会碰到的技术术语,但因有些客户的问题,时常将两者混淆,造成工程技术上的错误。Isat与Irms两者分别表示什么,中文又是指什么? Isat与Irms两者如何定义,它们与那些因素有关?我们在电感设计时,如何定义?
  Isat:指磁介质的饱和电流,是指磁介质达到Bm对应的Hm所需的DC电流量的大小,对于电感,即电感下降到一定比例后的电流大小,如SRI1207-4R7M产品,电感下跌20%的电流为8。4A,则Isat=8。4A。Isat计算公式如下:
  设截面积为S、长为l,磁导率为μ的铁环上,绕以紧密的线圈N匝,线圈中通过的电流为I。則依磁路定律:
  Hl/0。4π=NI=0。7958Hl
  对于同一材质及呎吋的铁芯Hl依B-H曲线进行变化,但在同一斜率下,Hl是不变的,因此:
  N1*I1=Hl/0。4π=N2*I2
  即:
  N1/N2=I2/I1
  Irms:指电感产品的应用额定电流,也称为温升电流,即产品应用时,表面达到一定温度时所对应的DC电流。

最新资讯