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      陜西金山電器有限公司

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      功率電感器的額定電流為什么有兩種?
      作者:admin 發布日期:2019/6/22 15:05:48

      在DC-DC轉換器中,電感器是僅次于IC的核心元件。通過選擇恰當的電感器,能夠獲得較高的轉換效率。在選擇電感器時所使用的主要參數有電感值、額定電流、交流電阻、直流電阻等,在這些參數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,我們在這里對功率電感器的額定電流進行說明。

      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"是以元件的發熱量為指標的額定電流規定,超出該范圍使用時可能會導致元件破損及組件故障。

      與此同時,"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的額定電流規定,超出該范圍使用時可能會由于紋波電流的增加而導致IC控制不穩定。 此外,根據電感器的磁路構造的不同,磁飽和的傾向(即電感值的下降傾向)有所不同。圖1是表示不同磁路構造所導致的電感值的變化的示意圖。對于開磁路類型,隨著直流電流的增加,到規定電流值為止呈現比較平坦的電感值,但以規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,透磁率的數值逐漸減少,因此電感值緩慢下降。

      功率電感規格書中對額定電流參數僅注明介質的飽和電流Isat值。

      小常識:Isat與rms的區別

      Isat與Irms是我們工程人員常常會碰到的技術術語,但因有些客戶的問題,時常將兩者混淆,造成工程技術上的錯誤。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?我們在電感設計時,如何定義?

      Isat:指磁介質的飽和電流,在下圖B-H曲線中,是指磁介質達到Bm對應的Hm所需的DC電流量的大小,對于電感,即電感下降到一定比例后的電流大小,如SRI1207-4R7M產品,電感下跌20%的電流為8.4A,則Isat=8.4A。Isat計算公式如下:

      設截面積為S、長為l,磁導率為μ的鐵環上,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

      對于同一材質及呎吋的鐵芯Hl依B-H曲線進行變化,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:指電感產品的應用額定電流,也稱為溫升電流,即產品應用時,表面達到一定溫度時所對應的DC電流。

      以下是以2520系列中的4.7uH疊層功率電感為例對比說明業界目前對電感器額定電流Irat、飽和電流Isat以及溫升電流Irms標識狀況。

      疊層功率電感(鐵氧體大電流電感)參數比對表

      現狀會誤導工程師選型,產生隱患;

      目前有相當部分疊層功率電感生產廠家對其產品額定電流規格都是沿用傳統信號濾波處理用疊層電感額定電流標準來定義,其根據電感的溫升電流值來定義其額定工作電流。這種情況下產品設計工程師往往會按照傳統功率電感選型經驗并根據供應商電感規格書上定義的額定電流值來衡量其實際電路中的額定工作電流,這樣一來很可能會導致因電感飽和電流低于電路的實際工作電流,會存在如下隱患:

      A). 電感實際工作時因電流過大導致飽和,引起電感量下降幅度過大造成電流紋波超出后級電路最大允許規格范圍造成電路干擾,從而無法正常工作甚至損壞;

      B).電路中實際工作電流超過電感的飽和電流有可能會因電感飽和電感量下降產生機械或電子噪音;

      C).電路中實際工作電流超過電感的飽和電流會導致因電感飽和,其電感量下降引起電源帶負載時輸出電壓&電流不穩定,造成其它單元電路系統死機等不穩定異常情形;

      D).電感額定電流(包括飽和和溫升電流)選擇余量不足會導致其工作時表面溫度過高、整機效率降低、加速電感本身或整機老化使其壽命縮短.


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