原创【晒一波电源】什么是温升电流、RMS电流、饱和电流、额定电流？

 2024-7-5 20:27  567 7 4 分类: 电源/新能源文集: 开关电源宝典

/ 简介 /

关于开关电源中使用的功率电感，其电流参数最常见的有温升电流、RMS电流、饱和电流、额定电流几个。它们是如何定义的？尤其额定电流是如何定义的？此文，解析...

/ 温升电流(Temperature Rise Current) /

因为直流电阻DCR（参考“什么是直流电阻（DC Resistance）？”章节内容）的存在，当加载到电感器两端的电流逐渐增加时，更多的功率损耗会使电感器上的温度逐渐升高，当电感器的温度在环境温度（通常为+20℃或+25℃）的基础上升高20℃或40℃时，通过电感器的直流电流大小，称为温升电流（I_TEMP）。

由于实际的温度升高取决于电感器的能量损耗，而电感器的能量损耗与电流的有效值有关，所以温升电流又被称为RMS电流（Root Mean Square Current）（I_RMS），二者的概念是基本等同的。

/ 饱和电流(Saturation Current) /

当加载到电感器两端的电流逐渐增加时，磁芯将逐渐进入饱和状态，电感量将逐渐减小。

饱和电流（I_SAT），是指电感器的电感值衰减 10% 或 20% 或 30% （甚至40%；不同厂商的电感器或者相同厂商不同系列的电感器，参考的电感值衰减量有所不同）时对应通过的直流电流大小。

注意，这里“电感值衰减”是在“电感量标称值”基础上衰减的，“电感量标称值”的测量是不需要在电感元件两端加载电流的。

/ 饱和电流参数示例 /

Wurth Elektronik 7447798720（感值7.2 uH，精度±30%，额定电流7.9 A @ ΔT = 40K，饱和电流6 A，DCR典型值11.3 mΩ，DCR最大值12.8 mΩ，自谐振频率典型值31 MHz，绕线式Wirewound，屏蔽Shielded）电感的饱和电流6A就是基于其电感值衰减不大于 10% 测得的。

Wurth Elektronik 78439369056（感值5.6uH，精度±20%，额定电流11.5 A @ ΔT = 40K，饱和电流11.1 A / 24.45 A，DCR典型值5.9 mΩ，自谐振频率典型值18 MHz）电感分别给出了基于其电感值衰减不大于 10% 和 30% 两种条件下，对应的饱和电流典型值分别为11.1 A和24.45 A。

Vishay IHLP4040DZER6R8M01（感值6.8 uH，精度±20%，温升电流8 A @ ΔT = 40℃，饱和电流13.5 A，DCR典型值21.2 mΩ，DCR最大值23.3 mΩ，自谐振频率典型值13.5 MHz）电感的饱和电流13.5 A就是基于其电感值衰减接近 20% 测得的。

Vishay IHSR6767GZERR22M5A（感值0.22 uH，精度±20%，温升电流100 A @ ΔT = 40℃，温升电流141 A @ ΔT = 80℃，饱和电流107 A / 155 A，DCR典型值0.24 mΩ @ 25℃）电感分别给出了基于其电感值衰减接近 20% 和 30% 两种条件下，对应的饱和电流典型值分别为107 A和155 A。

/ 额定电流(Rated Current) /

额定电流，指稳态条件下电感元件上能够通过的最大电流（这里的“最大电流”有两种类型，直流电流和RMS电流）。

因为电感元件的线圈具有一定的电阻，通过电流时必然会对应着 I^2×R 功率损耗或发热升温，温度升高到一定程度会导致电感元件工作异常。所以，额定电流就是一定温升变化量（通常为ΔT=40℃）条件下电感元件上允许通过的最大电流。

这里，可以认为是狭义的“额定电流1”的概念，等同于“RMS电流”、“温升电流”，与“饱和电流”的概念是并列的。这个狭义的“额定电流1”，适用于大多数“温升电流”小于“饱和电流”的电感元件，如Vishay IHLP4040DZER6R8M01（感值6.8 uH，精度±20%，温升电流8 A @ ΔT=40℃，饱和电流13.5 A，DCR典型值21.2 mΩ，DCR最大值23.3 mΩ，自谐振频率典型值13.5 MHz）。

针对“温升电流”大于“饱和电流”的电感器，如Wurth Elektronik 7447798720（感值7.2 uH，精度±30%，额定电流7.9 A @ ΔT=40K，饱和电流6 A，DCR典型值11.3 mΩ，DCR最大值12.8 mΩ，自谐振频率典型值31 MHz，绕线式Wirewound，屏蔽Shielded），此时可以称之为狭义的“额定电流2”，等同于“饱和电流”。

广义的“额定电流3”，包括“温升电流”和“饱和电流”，哪个参数较小，就等同于哪个参数，如下图1所示的TDK TFM201610系列电感器的额定电流参数，以及图2所示的Murata Electronics DFE201612E系列电感器规格书中对“额定电流 Rated Current”的定义。