如何避免电感饱和?
核桃设计分享 2025-01-03

我们都知道电感在通过相应的电流时,内部的磁场强度会随着电流的增加而增加,但是如果电感进入了“饱和状态”,那继续增大电流,磁场强度也不会增加,且此时电感的感量会变小,使电感失去了原有的特性,这就是电感饱和状态。如下图所示:



(图片来源于网络)

那电感饱和到底带来哪些危害?

(1)带来额外的噪音,特别是在开关电源应用部分,电感饱和时电感会出现啸叫的情况。

(2)电感本体升温,电感饱和时,导致内部的磁阻加大,热损耗直线上升。

图片来源于网络

(3)导致输出不稳定或者失去原有的性能,比如在开关电源应用,电感饱和会直接导致输出电压不稳,纹波增大。

(4)引起EMI问题,影响电路的稳定性和可靠性。

(5)失去滤波的效果,可能会导致信号失真。

在设计的时候该如何去避免电感饱和?

(1)选择饱和电流更高或者说更适合电路要求的电感,尽量避免电路负载的峰值电流超过电感的饱和电流。

(2)根据芯片手册推荐的公式进行计算,得出合适的电感参数,比如TPS5430

(3)优化电路的开关频率,减少电感中的电流和磁通量的波动。

(4)选择高磁导率的磁芯,增加磁芯的磁通密度,提高饱和电流。

(5)如在设计时,无法确定电感是否饱和,可以测量通过电感的波形,电感未饱和时电流波形是斜率一致的三角波形,进入饱和后波形为斜率不一样的尖角波形。

(6)优化PCB布局,不合理的PCB布局也是导致电感进入饱和的因素之一,在PCB布局走线时,因避免电感靠近高热器件,对于发热量高的功率电感,应做好电感的散热措施。

 


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