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电感的三个电流

电感电流应该是电感最重要的参数,电路设计必然会关注这个参数。然而,查看许多电感规格手册有时会让人感到困惑,尤其是对新手。为什么?

这是因为标记电流的方式不同,有些制造商只有一个额定电流,有些制造商会标记两个,一个是饱和电流,另一个是温升电流。有些更详细,会标记电流的典型值和最大值,但奇怪的是,典型值实际上比最大值大,但也说不出话来。

为了理解这些内容,让我们来看看饱和电流、温升电流和额定电流。

饱和电流Isat一般是指电感值相对于初始值衰减30%(部分厂家为10%、40%)的偏置电流。

为什么会存在饱和电流?

电感通常含有磁芯,尤其是功率电感,磁芯有磁饱和。什么是磁饱和呢?由于磁芯材料本身的特性,其磁通量不能无限增加。无论你增加电流或匝数,通过一定体积的导磁材料的磁通量都不会增加。当电流饱和磁芯并增加电流时,磁通量基本上不会增加,或者很少增加,这相当于空心电感的增加,因为饱和后磁芯失效,相当于空心电感。电流增加,磁通量不增加,电感阻碍电流的作用就消失了,也就是说电感器失去了作用,磁芯完全饱和。

当然,我们不会等到电感完全饱和。事实上,当电流相对较小时,单位电流产生的磁通量与电流成正比,即磁芯磁导率为常数。随着电流的缓慢增加,单位电流的增加产生的磁通量的增加减少,即随着电流的增加,磁导率缓慢下降,因此电感的感应也减少。因此,有了之前的定义,电感衰减到30%(有的厂家是10%,40%),我们说电感饱和。

还有一个问题,饱和电流是有效的还是瞬时的?毕竟,在开关电源中,电感电流是直流叠加交流量,交流量不小,必须明确。

饱和电流可以理解为瞬间值,因为电感的饱和的原因是因为磁芯饱和,只要电流达到一定值,就会使磁芯磁饱和,而不论你是什么时候达到。所以在电路设计中,一定不要让电感的最大电流值(瞬间值)超过其饱和电流。

温升电流,一般指电感自我温升温度不超过40℃时的电流。

有人问我,温升电流对应的温度是指电感内部还是外壳?我没有找到这个问题的答案,但它不应该影响我们的电感选择。

如上图所示,是顺络的电感参数,电感的工作温度范围为-40到 125℃,后括号显示自我温升,因此,当电路工作环境温度小于125-40时=85℃当时,只要我们的电感电流不超过温升电流(温升为40度,加上环境温度,只有125度),就没有问题,当然,我们会留下一些充足。

估计又有人问,我的环境温度小于85度,能超过额定温升电流吗?Irms使用呢?

理论上,超过一点没有问题,但不建议,因为会有新的问题,有多少不会有问题?没有固定值。而且,因为它超过了Irms之后,温升随电流迅速上升,如下图所示:

这条曲线是顺络电感的电流和温升之间的关系。可以看出,曲线类似于指数曲线。温升达到40度后,只要电流稍微增加,温度就会大大提高。

因此,建议无论环境温度比85℃不要让电感电流超过温升电流Irms,万无一失。

还有一个问题,温升电流是有效还是瞬时值?

答案是有效值。温升电流是指将温度升高到一定值的电流大小。这不是有效值的定义吗?它的符号rms也说明了这一点。

额定电流实际上包括前两个电流、饱和电流和温升电流。

当我们在工作中交流时,为了方便,我们说额定电流是多少,事实上,这两个电流中的小人物。有些规格只写了一个电流,所以这个电流被设计为额定电流。

为什么最大值比典型值小?

这是因为典型值是指电感生产后,电流上限参数平均为一定值,称为典型值。

在设计电路时,我们需要使用的所有电感都能满足要求,因此不能是典型值。max值,制造商从用户的角度来看,只要你的设计不超过最大值,那么OK,所以其实所有电感的电流值都比这个高max大,自然max与平均值相比type要小了。

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