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波形审核：您的电感是否饱和？

发布于：2024-07-17 编辑：匿名来源：网络

电感器是开关电源 (SMPS) 中的关键组件。

开关电源电感是开关电源设备的重要组成部分。

它的工作原理是基于电磁感应原理。

其作用是阻断交流和直流，并阻止高频通过低频（滤波）。

也就是说，高频信号通过电感线圈时，会遇到很大的阻力，难以通过。

但是，当低频信号通过它时，其电阻会比较小，也就是说，低频信号可以更容易地通过它。

电感器对直流电的电阻几乎为零。

　　电感器选择是电源设计中的重要设计步骤，但通常会带来挑战。

许多设计指南和技巧通常可以缓解这些挑战，例如 DC/DC 转换器数据表的应用部分中给出的指南和技巧。

此类工具可帮助设计人员更快地为其应用选择正确的组件。

　　在典型的降压拓扑电路中，当开关 (Q1) 闭合时，电流开始通过开关流向输出，并以取决于电路电感的速率稳定增加。

根据楞次定律，di=E*dt/L，流过电感的电流的变化等于电压乘以时间的变化，再除以电感值。

随着流经负载电阻RL的电流稳定增加，输出电压也成比例增加。

　　为我们的电源选择电感器需要考虑许多参数，例如直流电阻 (DCR)、额定电流和饱和电流。

在这些参数中，饱和电流是最有趣的参数之一。

饱和电流通常在电感器数据表中定义为在没有电流的情况下导致电感器从其标称值下降 x% 的直流电流。

这本质上意味着当电感中的直流电流达到饱和电流值时，电感值已下降一定百分比（通常为30%）。

这意味着饱和进入点是任意的，并且可能因制造商而异。

此外，电感器在达到饱和时的反应会有所不同，具体取决于其磁芯材料。

饱和行为有两种类型：　　· 硬饱和：一旦达到饱和点，电感急剧下降（见图 1）。

这是缠绕在实心磁芯上的电感器的情况。

　　· 软饱和：电感逐渐减小。

缠绕在磁粉芯上的功率电感器就是这种情况。

　　检查电感饱和时，电感与电流曲线优于饱和电流值。

　　图1：电感磁芯饱和：硬饱和（黑色）/软饱和（红色）　　现在我们知道了什么是饱和电流以及它与有效电感值的关系，那么我们如何判断电感是否处于饱和状态？饱和？　　确定这一点的快速方法是测量流入电感器的电流。

事实上，随着电感进入饱和，电感减小，这意味着电感电流斜率变得更陡。

请参见公式 1：　　(1)　　图 2 显示了未饱和的升压转换器的电感器电流波形。

在图 3 中，具有较低饱和入口点的电感器取代了之前的电感器。

我们可以看到，对于相同的直流电流，电感器饱和：电流急剧上升，接近其峰值。

　　图 2：电感器电流　　图 3：电感器电流 - 达到饱和　　除了流入电感器的直流电流外，环境温度也会影响饱和进入点。

电感器制造商在数据表中指定了典型温度下的饱和电流，如果不考虑这一点，可能会导致在我们的应用中使用错误的电感器。

如图 4 所示，电感与电流的关系曲线随温度变化。