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功率電感選擇有訣竅,額定電流給你支高招

發布時間:2017-03-06 17:30:00 瀏覽:11次 責任編輯:深圳杰紳電子

  在實際的電源設計中,功率電感的選擇尤為關鍵。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、直流電阻等。其中在選擇功率電感的額定電流時,根據電感的規格書,會發現電感的額定電流有兩種,這兩個額定電流的定義是什么呢,在選型電感時,我們應該如何選擇合適的電流參數,下面會做一定的解釋。

  兩種額定電流的解釋

  1、Heating Current

  功率電感在DC-DC電路中,電流經過時,會消耗一定的功率(銅耗Copperloss+磁耗Coreloss),消耗功率會導致電感的溫度上升,電感一般工作溫度有一定范圍,比如WE的電感允許的operating temperature: -40°C - + 125°C,ambient temperature: -40°C - + 85°C。為了電感可以在一定的溫度范圍內正常工作,電感廠商會給出一個"基于電感溫度上升的額定電流"即Heating Current,這個參數的限定值是根據電流在電感上的熱效應定義的,在大部分公司的電感的手冊里,以Idc(直流電流)來表示這個電流。

  Heating Current定義為在電感上加上一定的直流電流,在自然對流的冷卻條件下,電感上的溫升為40°C時,電感里通過電流的電流值。

  不同廠商的Heating Current的定義可能略有出入,在選型器件時,需詳細看一下數據表格下面的note。

  注意:評估Heating Current一般都是直流電流,因為直流電流不會導致電感的鐵損,如果采用交流電流來評估的話,情況就復雜的多。

  2、Saturation Current (飽和電流)

  電感中直流電流的增加時,電感透磁率的數值會逐漸減少,因此電感值會緩慢下降。電感廠商會根據電感的電感值的下降程度為指標的額定電流,"基于電感值的變化率的額定電流",即Saturation Current,大部分電感廠商將電感值下降20%時的通過電感直流電流作為額定電流。下圖是Wurth公司某款電感的電感值vs電流的曲線圖。該款電感規格書上將saturation current設定為電感值下降10%時的電流值,為16.6A。如果將saturation current設定為電感值下降20%時的電流值的話,大約為18.2A。

  


  設計中如何選擇額定電流

  Heating Current是評估的電感的熱效應,如果超過這個參數使用的話,會導致電感過熱。

  Saturation Current,是以電感值的下降程度為指標的額定電流,在開關電源中,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。

  所以在實際的使用中,簡單來說,一般選擇兩個電流值里面比較小的那個作為設計限值。比如下圖中的4個PLUSE電感的 Irated,均取的Heating Current和Saturation Current其中的相對小的那個作為額定電流 。 (注意PA1513.321這個器件,為什么Irated不是45A?注意Pulse的Saturation Current定義為20%的電感值下降,41A的時候只有10%的電感值下降。)

  為了系統更可靠,在實際的設計中,一般還會作20%以上的降額使用。

  


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