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    • 一、功率电感器选型需要考虑哪些参数
    • 二、功率电感器的使用方法
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功率电感器选型需要考虑哪些参数 功率电感器的使用方法

01/30 15:41 作者:eefocus_3706328
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功率电感器是指用于DC-DC转换器等电源电路中的电感器,其还被称为功率线圈、功率扼流圈等。电感器拥有通过自感应作用积累能量的性能,斩波电路的DC-DC转换器等通过配合该电感器与开关器件对电压进行转换。 电感器根据不同工艺可分为积层型、薄膜型、绕组型,但功率电感器中以流过大电流的绕组型为主流产品,通过配合铁氧体或软磁性金属磁芯可组成各类不同的产品。同时,可实现小型、薄型化的积层型、薄膜型产品在近年来也不断向大电流化方向发展。接下来小编给大家介绍一下“功率电感器选型需要考虑哪些参数以及功率电感器的使用方法”。

 

一、功率电感器选型需要考虑哪些参数

1、 标称电感值
测量频率在100KHz的电感值。测试频率不是固定的,不同产品的标称电感值的测试频率也不相同,厂家会在产品目录里标明。
2、 自共振频率
根据电感和寄生电容谐振的频率,作为电感器起作用的临界频率。理想电感的阻抗随着频率增加而增加,然而实际电感由于寄生电容和寄生电阻的存在,在一定频率下呈现感性,超过一定频率呈容性,阻抗反而随着频率的增加而减小,这个频率就是临界频率。
3、 直流电阻
外加直流电时的电阻,主要是绕组的电阻。由于该阻抗值,因发热而产生电力损耗,所以直流阻抗越小损耗越少。但是,减小Rdc与直流叠加特性、尺寸小型化等存在折衷关系。只要从上述的满足电感、额定电流等必要特性的电感器当中,选定Rdc更小的产品即可。
4、 额定电流
额定电流规定了电流值的上限,通过的直流电流超过该值时,无法保障质量。功率电感器的额定电流有两种,一种是直流重叠允许电流,另一种是温度上升允许电流。各自具有重要含义,往往分别记载技术规格。若遇到只规定了一个额定电流的情况,一般来说是根据直流重叠、温度上升二者中的较小者规定的。
5、 直流重叠允许电流
电流通过电感器时,会产生磁性体的磁饱和现象,电感会下降,这种特性被称为直流叠加特性。直流叠加允许电流,又叫饱和允许电流,它规定了电感相对于未叠加电流的初始特性下降一定比例时的电流值,一般是下降10%~30%,视产品规定而异。
6、 温度上升允许电流
以元件的发热为指标的额定电流规定,超过该范围使用,会导致元件损坏或组件故障。一般是按外加直流电流时,温度上升20~40℃(视产品规定而异)的电流值规定的。

功率电感器选型需要考虑哪些参数

二、功率电感器的使用方法

功率电感器是左右DC-DC转换器性能的重要元件。

电感器(线圈)可使直流电流顺利流过,而对于发生变化的电流,则会产生妨碍其变化的电动势。这称为自感应,针对交流电流,其拥有频率越高越难通过的性质。为此,当电流流过电感器时会将其储存为能量,屏蔽电流时会释放能量。功率电感器正是利用了此性质,并且主要用于DC-DC转换器等电源电路中。

降压型DC-DC转换器(二极管整流型)的基本电路,功率电感器是左右其性能的重要元件。

功率电感器特性相关的参数相互间存在复杂的权衡关系。

功率电感器的设计难度在于其特性会随电流大小或温度等而发生变化。例如,电感(L)拥有随电流增大而降低的性质(直流重叠特性),同时,随着电流增大,温度会随之上升,由此磁芯导磁率(μ)及饱和磁通密度(Bs)会发生变化。即使电感值相同,直流电阻(Rdc)值也会随绕组的粗细及匝数变化,并且发热的程度也会有所不同。此外,磁屏蔽结构的差异也会对噪音特性造成影响。

此类参数相互之间存在复杂的权衡关系,从DC-DC转换器的效率、尺寸以及成本等综合角度出发选择###佳的功率电感器十分重要。

根据负荷大小或频率不同损耗也会发生变化

重点因为温度上升导致的主要损失为绕组引起的铜损以及磁芯材料引起的铁损绕组引起的损耗称为铜损,磁芯材料引起的损耗称为铁损。铜损主要为绕组直流电阻(Rdc)引起的损耗(直流铜损),其与电流2次方成比例增大。同时,其拥有频率越高,交流电流越会集中在导体表面附近流过,实际电阻值增加的性质(趋肤效应),在高频范围中还加上交流电流引起的铜损(交流铜损)。

铁损主要包括磁滞损耗与涡流损耗。涡流损耗与频率的2次方成正比,因此在高频率范围内涡流损耗引起的磁芯损失会增加。实现高效化的重点在于即使在高频范围内也选择使用磁芯损失较少的磁芯材料。

重负荷时主要为铜损,而轻负荷时则主要为铁损。

功率电感器的损耗会因负荷大小而发生变化。中~重负荷时流过电感器的电流中直流偏置电流较大,因此主要为绕组的直流电阻(Rdc)引起的铜损。而在轻负荷时,由于几乎不会流过直流偏置电流,因此铜损会下降,但在待机状态下也会有一D频率的开关工作,因此主要为磁芯材料的铁损,从而效率会大幅下降。

功率电感器的使用方法

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