原创 基础:掌握电感的切入点是什么?

2021-7-1 12:04 4307 7 4 分类: 电源/新能源
电感是构建开关电源的重要元器件之一。然而,听说包括电感在内的磁性元器件很难弄懂。

的确,不擅长磁性元器件的人不在少数。尽管如此,直到如今开关电源也是必须项目,是无法避开的。接下来,为加深大家对电感的理解,我将回答一些问题。

-那么,应该掌握的切入点是什么?

首先想介绍一下电感规格的读法,虽然这是很基本的知识。最先想说的是,即使是同一规格项目,规定该项目的条件也因产品和制造商而异,这种情况很普遍。同样,比如针对同一规格项目,某制造商保证了最大值(Max.)和最小值(Min.),而另一制造商则仅提出Typical值(typ/代表值/标准值),类似这类情况混杂存在。因此,在电感选型和与类似品的比较探讨时需要注意。

-也就是说,需要仔细确认规定条件对吗?

的确如此。请不要忘记这一点,就是仅按提供的数值进行比较的话,有时可能带来严重后果。接下来我们来具体看一看。下表是rohm产品目录的摘录。

TY-2-1_table1

标称电感值当然是必须项目。测量频率如最后一列所示为100kHz,容许差为±30%。

自身谐振频率是作为电感进行工作的极限频率。在这里保证了最小值。表示在不超出所记载最低限度的频率范围内正常工作。

直流电阻是卷线电阻居主的电阻,这里作为条件标明有±20%容许差。

额定电流是需要仔细确认条件的项目之一。其中一项规定了直流叠加容许电流,该电感的情况下,表示直流叠加的电感值为-30%的电流值的最大值。不同的制造商/产品,其条件也不同(-10%~-30%)。

作为另一个额定电流,规定了温度上升容许电流。规定了施加直流电流时的温度上升达40℃的电流值的最大值,该项条件也因制造商/产品而不同(20℃~40℃)。

关于额定电流,还有一点需要注意。并非每个制造商/每种产品都提供直流叠加容许电流和温度上升容许电流这两项。一般来说,仅提供其中一项时,可以认为从额定角度规定了其中较小的一项,为了保险起见还是向制造商确认一下比较好。

由于额定电流是重要的项目,因此我再稍微详细说明一下。下图是表示直流叠加和温度上升特性与最大值、typ值、余量的关系的图。

TY-2-1_lsat_temp

以直流叠加容许电流为例进行说明。温度上升容许电流的思路也是相同的。该例中的直流叠加容许电流是作为使直流电流增加、电感值为-30%、即降低30%时的电流规定的。不仅局限于电感,产品个体间一定会存在值的波动。typ值就是其中一个代表性的值。保证值是规定所容许的最大值及/或最小值的值。因此,是对typ值具有余量的值。进行实测的话,多数值是接近typ值的,但其中也包括接近最大值、最小值的个体。

确认typ与最大值/最小值,即可清楚余量有多少。此外,对特性与规定条件进行对比整理,可以看出来是在宽松条件下的规定还是在严格条件下的规定。

-顺便问一下,为什么各产品或制造商间对同一特性的规定条件会有不同?

原因不能一概而论,我想主要是对于应用电路的性能要求和安全确保等,什么样的条件最合适,各制造商的考量不同。当然,还涉及到对产品的性能、特性、品质、可靠性的级别定位、以及价格等条件。

-其他还有什么需要作为切入点进行确认的吗?

除规格理解外,为了解电感的基本特性,还需要知道等效电路与各成分。讲电容器时,介绍过ESR和ESL等寄生成分及其影响,电感同样也有寄生成分

使用等效电路进行说明。Rdc主要是卷线的直流电阻,也被称为“铜损”。这是与电感串联的成分。Rac主要是铁芯材料的损耗,也被称为“铁损”。如电容与电阻所表示的,具有频率特性。频率高则阻抗下降,损耗增加。绝缘电阻是对应于泄漏电流的直流电阻。电容是由于卷线被聚氨酯等薄膜绝缘,因此卷线与夹着绝缘物的导体、即电容器的构造相同而产生的。该线间电容是主要电容,对谐振点有很大影响。

Q是表示电感性能的指标。用R(Rac)除X(= ωL)的值表示对于频率有多少损耗。由公式可知,当R(Rac/铁损)小时Q变大。

通过频率与电阻/阻抗的图表来表示电感的基本特性。这是6mm见方、高度2mm的4.7µF电感例。红线为Rac/铁损。蓝线为阻抗,绿线为X(ωL)。

如前所述,由于具有电容,因此有谐振点。绿线X在谐振点之后的频率表示电容器主体的特性,频率越高阻抗越低。Rac随频率上升而增加。Rdc为直流(零Hz)时的Rac。

TY-2-1_equiv

TY-2-1_fchara.gif

这是某电感的特性,而电感的材料和结构不同,这些寄生成分也会发生变化。


来源:techclass.rohm

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
相关推荐阅读
techff 2022-01-13 11:14
什么是二进制,什么是bit
1. 数字世界是二进制 虽然数字世界是由二进制来表示的, 与二进制兼容性好、容易被人理解的十六进制也经常被使用。 二进制只用0和1来表示。以0和1这一对数字作...
techff 2022-01-13 11:09
一文了解 DAC
什么是D/A转换器? 1. D/A转换器 D/A转换器(Digital-to-Analog Converter, DAC)是指将数字(Digital)量转换为模拟(An...
techff 2022-01-13 11:00
一文了解A/D模数转换器!四种ADC拓朴结构分析
A/D转换器 A/D转换器是从自然界的现象(各种各样的应用)产生的模拟信号变换为数字信号(A/D变换)的东西。这个工作是指由模拟信号经过采样→量化→编码变换为数字信号的一系列步骤。 ...
techff 2022-01-05 11:06
运算放大器的绝对最大额定值如何理解?
绝对最大额定值 绝对最大额定项目是指即便是瞬间性的也是不可超越的条件。 施加了超过绝对最大额定值的电压或在绝对最大额定值规定的温度环境外使用时,可能会导致IC的特性退化或损坏。 对运算放大器、...
techff 2022-01-05 11:00
运算放大器构成负反馈电路的优点
负反馈系统 运算放大器是具有高电压增益的放大器,但几乎不是运算放大器单体进行放大。 原因是开环增益存在偏差,或带宽较窄,难以控制放大率。 因此,一般构成负反馈电路后使用。 下图表示...
techff 2022-01-05 10:56
运算放大器的特性参数
运算放大器中有表示特性的代表性参数。 放大率和电压增益 若给放大电路的输入增加电压,则在其输出时,会出现输入电压放大率的倍数。该放大率用输出电压的大小除以输入电压的大小所得的值表示。...
广告
EE直播间
更多
我要评论
0
7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
广告
关闭 热点推荐上一条 /3 下一条