丸子~

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《电感元器件》的特性分析

2021-3-4 19:55:59 显示全部楼层
一、电感:在开关电源电路、滤波电路等设计中,电感的选择至关重要。开关电源电路和滤波电路的设计者需要对电流、电压、频率和温升等相关参数要求及材料特性有清晰全面的了解,才能设计出较好的电路。
二、电感的分类:
根据有无磁芯材料,电感可以分为无磁芯电感和有磁芯电感。
根据电感的生成工艺可以分为叠层电感和绕线电感。
根据电感的结构又可分为屏蔽电感和非屏蔽电感。
三、电感等效电路模型:电感的性能会受到等效串连电阻(ESR)和寄生电容的影响。
如下左图为一般的电感量-频率特性曲线图,如下右图为一般的阻抗-频率特性曲线图。
四、电感主要性能参数:电感量、容许误差、自谐振频率、品质因数Q、直流电阻、额定电流、饱和电流。
①电感量:电感量越大,储能能力越强,纹波越小。但是电感量越大,电感的尺寸也会变大,导致直流电阻增大,DC-DC效率降低。一般来说,绕制的线圈匝数越多,电感量越大;有磁芯的电感量比没有磁芯的电感量大。
②容许误差:实际电感量与标称电感量的偏差允许值称为容许误差。
③自谐振频率:由于电感中存在寄生电容,使得电感存在一个自谐振频率。如果频率超过自谐振频率,电感表现为电容效应,此时阻抗随频率增大而减小;只有当频率低于自谐振频率时,电感才表现出电感效应,此时阻抗随着频率增大而增加。
④品质因数(Q值):是指电感器在某一频率(一般为100MHz)的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。
⑤直流电阻:指产品电极之间所用漆包线的总的直流电阻。直流电阻可造成能量损耗,降低DC-DC效率,也是导致电感发热的主要原因。
⑥额定电流:电感器标注的正常工作时允许通过的最大电流值。
⑦饱和电流:对于有磁芯电感器,通常指电感量下降20%时的电流值,饱和电流越高越好。
五、开关电源中电感的选取原则:
(1)、电感自谐振频率需要是开关频率的10倍以上。
(2)、直流电阻越小越好,这样无用功耗会减小。
(3)、叠层电感比绕线电感散热性好、ESR值更小,成本较低;但是耐电流比绕线电感小。
(4)、选择带磁屏蔽的电感可有效改善EMI问题。
(5)、电感饱和会导致电流急剧增加,使电感温度升高,并影响其他元器件的寿命。
(6)、电感值根据开关电源的开关频率和输入输出特性参数计算得到,并留有一定裕量。

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