原创 【博客大赛】开关电源:“你好,电感!:)”

2018-9-9 21:51 4246 30 6 分类: 电源/新能源 文集: 电源相关
    设计一个好的开关电源,需要很多步骤,这里我们就从输出的电感着手,聊一聊电感本身,以及在设计开关电源的过程中,如何确定电感相关参数或者说如何选型一个电感。

    先来老生常谈一下,说说电感的定义。电感是常用的电子元件,由于它的电压和电流相位不同,所以理想模型上损耗应该是零。电感作为储能元件,与电容一起用在输入、输出滤波电路上。电感也被称为扼流圈,特点是流过其上的电流有 “很大的惯性 ”。换句话说,由于磁通连续特性,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的 电压尖峰。

实际电感和理想电感还是有区别的,随着频率的变化,其阻抗不是线性的变化,可以从图(1)中感受一下,红色直线代表理想电感,紫色的曲线代表实际电感,

图(1)

    很显然,实际电感随着频率的增加,其本身的特性又可以说是等效电路发生了变化,如图(2)。理想电感等效电路如图(2.a。在频率较低的时候,实际电感等效电路如图(2.b,是一个理想电感串联一个理想电阻。在高频电路分析的时候,实际电感等效电阻电路如图(2.c,是一个理想电感串联一个理想电阻后再和一个理想电容并联。分析了实际电感的等效电路后,回过头我们去看图(1)中实际电感的频率响应曲线就不难理解了。

图(2)

    以上是对电感的物理模型做了一些简单的分析,实际电感针对不同的应用场合,衍生出了很多形式,本文主要分析的是线圈形式的电感以及片式电感即表面贴装电感,当然变压器也是电感的一种形式,这里不做详细分析,

常见的线圈形式的电感分类如下:

   *按电感形式分类:固定电感、可变电感。

   *按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

   *按工作性质分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

   *按绕线结构分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。

   *按工作频率分类:高频线圈、低频线圈。

   *按结构特点分类:磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。

常见的片式电感分类如下:

   *绕线型:它的特点是电感量范围广,电感量精度高,损耗小(即 Q大),容许电流大、制作工艺继承性强、简单、成本低等,但不足之处是在进一步小型化方面受到限制。

   *叠层型:它具有良好的磁屏蔽性、烧结密度高、机械强度好。不足之处是合格率低、成本高、电感量较小、Q值低。

   *薄膜片式:具有在微波频段保持高Q、高精度、高稳定性和小体积的特性。其内电极集中于同一层面,磁场分布集中,能确保装贴后的器件参数变化不大,在100MHz以上呈现良好的频率特性。

   *编织型:特点是在1MHz下的单位体积电感量比其它片式电感器大、体积小、 容易安装在基片上。用作功率处理的微型磁性元件。

 在实际应用中,我们主要关注电感的这些参数:电感量(L)及允许误差、感抗(XL)、品质因数(Q值)、分布电容、直流电阻、标称电流等。图(3)就是一颗典型电感的参数表,开关电源电路设计更是要仔细考虑,仿真计算以及累计的经验来选型对应的电感。

图(3)

    在实际电路设计中,潮湿与干燥,环境温度的高低,高频或低频环境,要让电感表现的是感性,还是阻抗特性等,以及带不带屏蔽壳,应用时候饱不饱和,都是我们电路设计要考虑的因素。


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文章评论3条评论)

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cooldog123pp_491312405 2018-9-12 20:28

wjx943_536273043: 生动形象
多谢评价,鼓励我继续为大家服务。

wjx943_536273043 2018-9-12 16:21

生动形象

wjx943_536273043 2018-9-10 19:41

生动形象
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