|
EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
来看看电感元器件的相关特性
" t' \4 q) v/ A2 I" u' z. c$ a" E2 U6 c0 M8 ^& B
1 e/ ]0 g- u6 |5 V) h
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。
2 O! X ~4 J- ]1 r$ c
/ H. ^! }0 w7 t( c2 U, t二、电感的分类:% f4 [# Z( Q& s# n% e! d5 b. i
) z- X, _- m% M; g3 F7 ~, G, ]6 J. w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。
- Q" w. a# ?9 v9 x0 v, X
% } @9 r1 s' P+ T6 e根据电感的生成工艺可以分为叠层电感和绕线电感。
% a4 }' ?0 d8 i
1 B; c$ ~5 J; g: n# k0 {根据电感的结构又可分为屏蔽电感和非屏蔽电感。
$ a+ G; C( p% Z) y: H5 \* r& ~6 O9 q, j9 T
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。& {$ k# k3 U) p& c' X
5 E l# N. C& M- P" v/ t) [ d
' h/ i7 y+ [& z% f- `% d! ]
/ c* `) M. [- p, s6 @' q3 @* q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。7 F5 d3 e' E4 @) g$ @
5 t4 m0 R1 u1 J6 ]
; X0 F7 a7 l, S1 r6 m3 Q9 @- G. z
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。
, `/ |, _8 L) B, J$ m C# ]+ n
3 C |! e/ |& R0 e I①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。, Y. O9 F0 Z X' e
4 n' n5 v8 R9 `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。
' i& t/ Q0 f/ h+ a" H
+ W/ Q% x1 J- u4 K9 m- E& Y③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。
" r' Q: P. p- m" a8 e \- s! f& h7 ~6 P4 d: F
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。, b! {1 v N. ^" r8 ~
5 Z1 s( T8 x! H8 X⑤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。/ B0 e( y- l8 G) f' {
2 @' i2 _7 x5 T: ^# M. \! J8 O, B⑥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。
8 M, g e& N5 |2 V G. g0 N3 \. g& |0 g; l
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。$ K: k* H! Y' }+ U, K! j' s8 s
" v5 J/ b0 l4 w& x- A% O( _8 {/ u8 h/ z
五、开关电源中电感的选取原则:) W, N6 j! O _1 V+ X* W
* [' `0 W& Y3 J: z& P
(1)、电感自谐振频率需要是开关频率的10倍以上。
: d" r/ {# A* U" C- D* n' x+ C0 o; `9 X8 l) g% ~
(2)、直流电阻越小越好,这样无用功耗会减小。
! x3 x4 T" V3 z: w* s: C: s/ q+ y# l
(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。5 \# |* K! ]# \$ Q; o
- W- w# M" S7 P H: i9 a4 {(4)、选择带磁屏蔽的电感可有效改善EMI问题。- k5 U( |" L; x
# b/ d7 V) p* c% o+ n% n
(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。0 L4 g* H# O+ g& d0 }4 i0 s6 J
/ l7 Y( f) y$ m5 ^$ ]3 W1 d
(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。
# a3 c! P0 `1 v, C
! n, s' @& H* d. W- @( I) h& g8 ]% J" B; s% z3 `
7 L" G. {& V" b7 k' W
[) {$ D" c* I6 V4 k- J- F
4 | Y# r O5 ~" n5 k
; s$ j9 T: W6 g7 x
+ F# Z1 v3 P) E0 \+ y( x8 `5 u9 Z; U8 Q5 L; x/ {9 d
! k: z; }: Q0 N5 m1 n0 W9 k/ |, A |. u. [
|
|