电感选型也要考虑耐压？千万别犯迷糊！

Part 01、前言

在硬件设计工程师的日常工作中，电感选型通常有一套标准的三板斧：看感值L、看饱和电流Isat、看温升电流Irms。再细致一点的，会关注直流电阻DCR和自谐振频率SRF。

然而，有一个参数经常被大家遗忘，甚至很多电感的数据手册里都找不到它的踪影一一那就是电感的耐压。“电感不就是一团铜线吗？导线是导通的，又不是电容，为什么要看耐压？接下来我们就聊聊这个问题。

Part 02、回归基础

在深入探讨耐压之前，我们先快速回顾一下电感选型的核心铁三角，这是所有设计的基础：

1．电感值L：由电路拓扑和纹波电流要求决定。

2．饱和电流Isat：电感量下降一定比例，通常为30%时的电流。这是红线，工作时的峰值电流绝对不能超过此值，否则电感饱和瞬间变为一根导线，导致开关管炸裂。

3．温升电流Irms：电感温度上升一定数值，通常为40℃时的电流。这决定了电感的发热情况。

通常情况下，搞定这三个参数，90%的低压DC-DC设计就不会出大问题。但是，剩下的那10%的高压应用，正是"耐压"参数发威的地方。

Part 03、电感为什么会有耐压限制？

虽然电感线圈在直流上是导通的，但在高频开关动作下，电感两端、线圈匝与匝之间、以及线圈与磁芯之间，都存在电压差。电感的耐压瓶颈主要来自三个方面：

匝间绝缘：电感是由漆包线绕制的。漆包线表面的绝缘漆层非常薄。如果电感两端的压差过大，分布在相邻匝线上的电压梯度可能击穿这层绝缘漆，造成匝间短路。匝间短路相当于在变压器内部形成了一个短路环，会产生巨大的热量，并导致电感量瞬间烧掉。

端电极间距：对于贴片功率电感，其焊盘之间的物理距离是有限的。如果输入电压高达几百伏，而电感尺寸很小，如0603或0402，两个焊盘之间的空气或PCB表面可能发生爬电或击穿，导致输入直接短路。

线圈与磁芯/屏蔽罩绝缘：有些磁芯材料，如锰锌铁氧体是具有一定导电性的，虽然电阻率较高，但在高压下不可忽略。如果漆包线绝缘破损接触到磁芯，或者线圈与金属屏蔽罩之间的绝缘层不够厚，高压下可能发生击穿，导致对地短路。

传统的铁氧体电感，其磁芯材料是金属氧化物陶瓷，具有很高的电阻率，接近绝缘体。线圈绕在骨架上，与磁芯有物理隔离。而一体成型电感完全不同，它的磁芯是由金属磁粉和有机粘结剂混合而成的。金属粉末本身是良导体。为了防止涡流损耗，制造时会在每一颗微小的金属粉末表面包裹一层极薄的绝缘层。整个磁芯实际上是无数个被绝缘层包裹的微型导体堆叠在一起。

这也是Molded这个词的来由，所以你看一体成型电感的制造工艺是将其名字“Molded”体现得淋漓尽致，但是呢同时也埋下了耐压隐患。

这层包裹在金属粉末表面的绝缘层非常薄。当电感两端或线圈匝间施加较高电压时，电场强度一旦超过这层薄膜的介电强度，电压就会击穿粉末表面的绝缘层。一旦击穿，原本绝缘的磁体瞬间变成了导体，电流不再只走铜线，而是通过磁芯抄近道，导致电感失效。