如何检查饱和电流，磁芯损耗和其他参数，为您的设计选择一个理想的电感

2020年6月24日 - 0评论

电感器是电子器件中广泛使用的无源元件，主要应用于模拟宝金博188和电源设计领域。尽管电感器的结构看起来非常简单，就像一根铜线绕成特定形状，有或没有芯，它有一个非常大的工作原理以及不同应用的不同参数。

它广泛应用于电力电子、音频电子以及模拟射频通信网络电路中。由于每种应用都是不同的，电感器可以有不同的形状和尺寸，不同的结构，显然适合于一种应用的电感器的特性将与其他应用中的电感器有很大的不同。在前面，我们已经讨论了电感器基础知识和不同类型的电感器与应用程序。在本文中，我们将介绍电感器参数不同并检查如何选择一个符合您的规范要求的。

电感器参数

不同类型的电感器在不同的参数中提出不同的规格。由于电感器参数的差异，特定的应用需要特殊类型的电感器。因此，重要的是要知道什么是不同类型的参数由感应器处理的。

任何电感器将有以下参数-

电感。
线圈直流电阻或DCR。
额定电流。
岩心构造和渗透率。
自已谐振频率。

电感

电感器的第一个也是最重要的参数是它的参数电感．电感器的电感量决定了有多少电流通过电感器。因此，当需要较大的电感值时，较小的电感值将不起作用，反之亦然。

“社会党国际”电感单位为亨利．1亨利的电感将反对1安培的电流变化而产生1伏特的电动势。在电子学中，电感的1亨利是非常罕见的，因为它是一个非常大的值，适用于大多数电路，特别是在电力电子中，电感的最大值将在Milli-Henry (mH)(在不同类型的变形金刚)．大多数时候，电感用微亨(哦)额定值将适用于不同类型的电源应用或开关电路。

转到音频电子器件，如滤波器或在射频应用中，电感的值可以低到在nano-henry (nH)最大限度的微型亨利。在某些特殊情况下，音频变压器或电感器使用毫亨利到亨利额定值的电感。电感可以测量使用电感电容电阻测量计．

直流线圈电阻(DCR)

电感反对电流在不同的信号，它作为直流操作的直接路径。在直流操作中，电感产生的电阻将会按照电流的要求散热欧姆定律．电感的直流电阻是一个重要的参数，因为它将影响电感的整体性能。一个理想的电感器不会有任何类型的直流电阻，但在真正的电感器的情况下，即使电感器是用粗铜线构造的，它仍然会有一些直流电阻。电感器的这个电阻值称为电感器电感器及．在期望低DCR值的特定应用中，高DCR值会降低电路的整体效率。

电感直流线圈电阻

电感器的直流电阻以欧姆为单位测量，并考虑正常流过电感器的稳定电流。对于那些想要测量电感的DCR值的人，可以使用欧姆定律V = I x R。

直流线圈电阻

由于DCR被认为是通过电感器的稳态电流，因此电感器可以作为近路串联导体使用，需要直流电流通过它。随着电感起串联电阻的作用(DCR)，根据欧姆定律，它将产生一个压降横跨它。通过感应电压和知道电流流量的值，可以确定电感的DCR值。

电感电流

电感器被指定为三种类型的电流，这是必不可少的任何类型的应用。这些都是额定电流、饱和电流、增量电流．

所有电感器都指定了电感器可以承受的最大连续电流。这叫做电感的额定电流．该额定电流受限于电感在电路中恒定工作时的温升因素。通过电感器的持续电流超过电感器的额定电流，将导致温度升高，从而导致可靠性降低，烧毁电感器或故障，并将极大地影响电路的整体效率。在选择电感器之前，考虑电感器的额定电流是很重要的。

电感工作在磁通下，电感饱和电流的可靠性很高。超过电感的饱和电流会引起电感芯饱和，导致实际电感值下降，从而不满足电路要求。饱和电流是用于电力电子相关应用的电感器的一个重要参数。

岩心结构与渗透率

的电感芯的磁导率是另一个关键参数，因为电感的大小、形状和几何形状对于不同的应用是必不可少的。

例如，开关模式电源设计需要小尺寸的变压器和电感，以减少电路的整体尺寸。此外，高电感对高频开关操作非常有用。但仅使用铜线，在较小的尺寸和形状下不可能获得高电感。因此,电感器的核心结构是至关重要的。高磁导率芯材在形状和尺寸较小的情况下，通过最大限度地提高磁通密度来增加电感。

然而，无论磁芯材料如何，电感都会在其绕组和磁芯上散热。整个核心区域的功率损耗被称为电感的磁芯损耗．电感器的磁芯损耗通常由电感器供应商给出。如果电感器数据表中没有磁芯损耗，可以通过下面的公式轻松计算

得分(mW) = K₁f^xB^y×V

在那里,

K₁=核心材料常数

f =以千赫为单位的频率

B =峰值通量密度，单位kGauss

^x频率指数

^y=通量密度指数

Ve =有效岩心体积(cm^3.）

自已谐振频率

一个电感有绕组电容或影响电感开关频率的自容。由于电感的结构，在绕组之间，形成了一个自电容，作为一个并联谐振电路．

不仅对于电力电子，自谐振频率的考虑对射频、音频应用也很重要，其中电感用于滤波器设计。一般来说,电感自谐振频率是感应电抗和电容电抗相互抵消的点，电路的整体阻抗只由电感的直流电阻控制。

因此，电感器在其自谐振频率以下使用，以实现可靠的操作，并且不会经历自谐振。因此，应选择电感的自谐振频率远高于电路的开关频率的电感。

品质因数

因为任何金属导体都有电感(可能是少量的电感)，它根据金属类型有很大的不同。对于金属的选择，采用品质因数被考虑在内。Q因子是在给定频率下感应电抗与其电阻的比值。更高的Q因子意味着更接近理想电感的行为。在大多数情况下，电感器完全使用铜线，因为这个高Q因子。

如何为应用选择电感器

由于电感器提出了适用于特定类型应用的不同类型的参数，因此根据所需的应用类型选择电感器非常重要。

步骤1:选择电感器就是要知道应用的类型。对于电力电子相关的应用，可以需要多种类型的电感器，如变压器，扼流圈，EMI滤波器等。根据需要选择特定类型的电感器。

步骤2:了解电路所需的电感。在需要滤波器设计的音频电子设备中，电感的确切值是必须的，以确保适当的信号滤波。接近1%的公差电感值是一个很好的选择。

但对于电力电子产品，电感与尺寸的关系也是一个重要的考虑因素，因为特定尺寸的电感与它使用的核心类型有关。对于小尺寸和高电感，可以使用铁氧体磁芯电感器和变压器，这对高频开关操作非常有帮助。在EMI滤波器，扼流圈和LC电路的情况下，选择电感的确切电感值。

步骤3:K现在是电感器的额定电流。对于开关转换器，其中2安培电流将流过电感器，重要的是要选择额定电流大于所需电流的电感器。实际需要多少额定电流取决于所使用的开关拓扑类型。最好参考开关驱动的数据表。但一般来说，对于CCM(连续导通模式)或DCM(间断导通模式)开关拓扑来说，具有超过所需电流三分之一的电感器都是很好的选择。

步骤4:选择与开关频率匹配的电感。对于开关电路，电感器制造商提供特定开关频率的电感器。为了消除自谐振效应，使电感的开关频率与电路的开关频率相匹配是很重要的。电感器的芯型也影响电感器的开关频率。例如铁氧体磁芯一般采用Khz到Mhz的切换频率。

实际的例子

让我们考虑下面的电路。这是一个开关升压调节器使用驱动器MIC2253。输出为5.0V，能够从1节或2节锂离子电池提供3.5A。

MIC2253开关升压调节器电路

现在要选择电感L1，应考虑以下信息-

驱动器最大提供3.5A电流。
驱动器工作在固定频率1mhz。
由于这种电路的应用尺寸会小，所以尺寸小是首选。

为了选择组件，数据表显示它使用一个固定的2.2uH电感器。但是当前的值并没有给出。因此，由于电路的最大输出为3.5A，因此需要一个额定电流大于3.5A的电感。此外，由于频率为1mhz，因此需要一个自谐振频率超过1mhz的电感器。即使在3.5A电流流中，由于增加了最小功耗范围，预计DCR也将尽可能低。因此，电感器应具有以下规格-