電感參數(shù)有哪些？怎么選擇電感？
2022/9/28 12:10:08 點(diǎn)擊：
被繞制成螺旋形狀的線圈具有感性，用于電氣用途線圈被稱為電感器，電感這個(gè)元件在電子電路中使用非常廣泛，并且可以分為兩類，一類是用于信號(hào)系統(tǒng)的電感，另一類是用于電源系統(tǒng)的功率電感。
電感這個(gè)元件使用非常普遍，也很容易被人忽視其一些基本參數(shù)，造成設(shè)計(jì)不足，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)嚴(yán)重的使用問(wèn)題。
越是細(xì)節(jié)的東西就越值得仔細(xì)推敲，這是硬件工程師的基本功。
下面以功率電感為例，介紹電感的基本參數(shù)。
1 電感值
電感值電感的基本參數(shù)，也是影響紋波電流和負(fù)載響應(yīng)的一個(gè)重要參數(shù)。電感和電容是對(duì)偶元件，電感有一個(gè)最重要也是最基本的公式：
流過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器中功率電感的電流是三角波電流。一般來(lái)說(shuō)，可將紋波電流△I設(shè)置為負(fù)載電流Iout的30%左右。因此，只要決定DC-DC轉(zhuǎn)換器的條件，就能根據(jù)以下算式粗略計(jì)算適當(dāng)?shù)墓β孰姼衅麟姼小?br />
在DC-DC轉(zhuǎn)換器的SPEC或datasheet中都推薦了不同電感值作為參考值。因此，即使不進(jìn)行上述算式之類的計(jì)算，也能按照制造商的參考值選定，如果想更換新的電感型號(hào)，其參數(shù)也不應(yīng)該與供應(yīng)商推薦的參考值相差太遠(yuǎn)。
2 飽和電流Isat
飽和電流特性也叫做直流疊加特性，其影響了電感工作時(shí)的有效感值，如果選擇不合適，電感容易飽和，引起實(shí)際感值下降，不能滿足設(shè)計(jì)需求，甚至有可能燒壞電路。飽和電路各家的定義略有不同，通常而言指的是初始電感值減小30%時(shí)的電流，如下圖，一個(gè)4.7uH的電感，在1.5A時(shí)，電感下降了30%，只有大約3.3uH。如果Isat不夠的話，紋波電流會(huì)隨著電感值的下降而增加。因?yàn)楦鶕?jù)上面的公式，在負(fù)載電流不變時(shí)，L減小了，I自然就會(huì)變大。
3 溫升電流Itemp
這是規(guī)定使用電感時(shí)的環(huán)境溫度容許范圍的參數(shù)。溫升電流的定義各家廠商也有區(qū)別，一般而言，指的是將電感溫度上升了30℃時(shí)的電路。溫度的影響因電路的工作環(huán)境而異，因此要設(shè)想實(shí)際使用環(huán)境后選定。
4 直流阻抗Rdc
表示通過(guò)直流電時(shí)的電阻值。這個(gè)參數(shù)影響最大最直接的就是發(fā)熱損耗，所以直流阻抗越小損耗越少。減小Rdc與尺寸小型化等條件略有沖突。只要從上述的滿足電感、額定電流等必要特性的電感器當(dāng)中，選定Rdc更小的產(chǎn)品即可。
5 阻抗頻率特性
理想電感的阻抗隨著頻率增加而增加，然而實(shí)際電感由于寄生電容和寄生電阻的存在，在一定頻率下呈現(xiàn)感性，超過(guò)一定頻率呈容性，阻抗反而隨著頻率的增加而減小，這個(gè)頻率就是轉(zhuǎn)折頻率。
以上就是電感相關(guān)的特性參數(shù)，在選擇電感時(shí)務(wù)必要仔細(xì)評(píng)估每個(gè)參數(shù)。
電感這個(gè)元件使用非常普遍，也很容易被人忽視其一些基本參數(shù)，造成設(shè)計(jì)不足，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)嚴(yán)重的使用問(wèn)題。
越是細(xì)節(jié)的東西就越值得仔細(xì)推敲，這是硬件工程師的基本功。
下面以功率電感為例，介紹電感的基本參數(shù)。
1 電感值
電感值電感的基本參數(shù)，也是影響紋波電流和負(fù)載響應(yīng)的一個(gè)重要參數(shù)。電感和電容是對(duì)偶元件，電感有一個(gè)最重要也是最基本的公式：
流過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器中功率電感的電流是三角波電流。一般來(lái)說(shuō)，可將紋波電流△I設(shè)置為負(fù)載電流Iout的30%左右。因此，只要決定DC-DC轉(zhuǎn)換器的條件，就能根據(jù)以下算式粗略計(jì)算適當(dāng)?shù)墓β孰姼衅麟姼小?br />
在DC-DC轉(zhuǎn)換器的SPEC或datasheet中都推薦了不同電感值作為參考值。因此，即使不進(jìn)行上述算式之類的計(jì)算，也能按照制造商的參考值選定，如果想更換新的電感型號(hào)，其參數(shù)也不應(yīng)該與供應(yīng)商推薦的參考值相差太遠(yuǎn)。
2 飽和電流Isat
飽和電流特性也叫做直流疊加特性，其影響了電感工作時(shí)的有效感值，如果選擇不合適，電感容易飽和，引起實(shí)際感值下降，不能滿足設(shè)計(jì)需求，甚至有可能燒壞電路。飽和電路各家的定義略有不同，通常而言指的是初始電感值減小30%時(shí)的電流，如下圖，一個(gè)4.7uH的電感，在1.5A時(shí)，電感下降了30%，只有大約3.3uH。如果Isat不夠的話，紋波電流會(huì)隨著電感值的下降而增加。因?yàn)楦鶕?jù)上面的公式，在負(fù)載電流不變時(shí)，L減小了，I自然就會(huì)變大。
3 溫升電流Itemp
這是規(guī)定使用電感時(shí)的環(huán)境溫度容許范圍的參數(shù)。溫升電流的定義各家廠商也有區(qū)別，一般而言，指的是將電感溫度上升了30℃時(shí)的電路。溫度的影響因電路的工作環(huán)境而異，因此要設(shè)想實(shí)際使用環(huán)境后選定。
4 直流阻抗Rdc
表示通過(guò)直流電時(shí)的電阻值。這個(gè)參數(shù)影響最大最直接的就是發(fā)熱損耗，所以直流阻抗越小損耗越少。減小Rdc與尺寸小型化等條件略有沖突。只要從上述的滿足電感、額定電流等必要特性的電感器當(dāng)中，選定Rdc更小的產(chǎn)品即可。
5 阻抗頻率特性
理想電感的阻抗隨著頻率增加而增加，然而實(shí)際電感由于寄生電容和寄生電阻的存在，在一定頻率下呈現(xiàn)感性，超過(guò)一定頻率呈容性，阻抗反而隨著頻率的增加而減小，這個(gè)頻率就是轉(zhuǎn)折頻率。
以上就是電感相關(guān)的特性參數(shù)，在選擇電感時(shí)務(wù)必要仔細(xì)評(píng)估每個(gè)參數(shù)。
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