讀懂電感的規格與等效電路
發布時間:2021-03-02 責任編輯:wenwei
【導讀】關於“最適合開關電源的電容器與電感”,此ci前qian就jiu電dian容rong器qi談tan了le很hen多duo,接jie下xia來lai請qing您nin談tan一yi談tan電dian感gan。我wo想xiang電dian感gan是shi構gou建jian開kai關guan電dian源yuan的de重zhong要yao元yuan器qi件jian之zhi一yi。然ran而er,聽ting說shuo包bao括kuo電dian感gan在zai內nei的de磁ci性xing元yuan器qi件jian很hen難nan弄nong懂dong。
的de確que,不bu擅shan長chang磁ci性xing元yuan器qi件jian的de人ren不bu在zai少shao數shu。盡jin管guan如ru此ci,直zhi到dao如ru今jin開kai關guan電dian源yuan也ye是shi必bi須xu項xiang目mu,是shi無wu法fa避bi開kai的de。接jie下xia來lai,為wei加jia深shen大da家jia對dui電dian感gan的de理li解jie,我wo將jiang回hui答da一yi些xie問wen題ti。
-那麼,應該掌握的切入點是什麼?
首shou先xian想xiang介jie紹shao一yi下xia電dian感gan規gui格ge的de讀du法fa,雖sui然ran這zhe是shi很hen基ji本ben的de知zhi識shi。最zui先xian想xiang說shuo的de是shi,即ji使shi是shi同tong一yi規gui格ge項xiang目mu,規gui定ding該gai項xiang目mu的de條tiao件jian也ye因yin產chan品pin和he製zhi造zao商shang而er異yi,這zhe種zhong情qing況kuang很hen普pu遍bian。同tong樣yang,比bi如ru針zhen對dui同tong一yi規gui格ge項xiang目mu,某mou製zhi造zao商shang保bao證zheng了le最zui大da值zhi(Max.)和最小值(Min.),而另一製造商則僅提出Typical值(typ/代表值/標準值),類似這類情況混雜存在。因此,在電感選型和與類似品的比較探討時需要注意。
-也就是說,需要仔細確認規定條件對嗎?
的(de)確(que)如(ru)此(ci)。請(qing)不(bu)要(yao)忘(wang)記(ji)這(zhe)一(yi)點(dian),就(jiu)是(shi)僅(jin)按(an)提(ti)供(gong)的(de)數(shu)值(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)的(de)話(hua),有(you)時(shi)可(ke)能(neng)帶(dai)來(lai)嚴(yan)重(zhong)後(hou)果(guo)。接(jie)下(xia)來(lai)我(wo)們(men)來(lai)具(ju)體(ti)看(kan)一(yi)看(kan)。下(xia)表(biao)是(shi)我(wo)公(gong)司(si)產(chan)品(pin)目(mu)錄(lu)的(de)摘(zhai)錄(lu)。

標稱電感值當然是必須項目。測量頻率如最後一列所示為100kHz,容許差為±30%。
自身諧振頻率是作為電感進行工作的極限頻率。在這裏保證了最小值。表示在不超出所記載最低限度的頻率範圍內正常工作。
直流電阻是卷線電阻居主的電阻,這裏作為條件標明有±20%容許差。
額定電流是需要仔細確認條件的項目之一。其中一項規定了直流疊加容許電流,該電感的情況下,表示直流疊加的電感值為-30%的電流值的最大值。不同的製造商/產品,其條件也不同(-10%~-30%)。
作為另一個額定電流,規定了溫度上升容許電流。規定了施加直流電流時的溫度上升達40℃的電流值的最大值,該項條件也因製造商/產品而不同(20℃~40℃)。
關於額定電流,還有一點需要注意。並非每個製造商/meizhongchanpindoutigongzhiliudiejiarongxudianliuhewendushangshengrongxudianliuzheliangxiang。yibanlaishuo,jintigongqizhongyixiangshi,keyirenweicongedingjiaoduguidingleqizhongjiaoxiaodeyixiang,weilebaoxianqijianhaishixiangzhizaoshangquerenyixiabijiaohao。
由於額定電流是重要的項目,因此我再稍微詳細說明一下。下圖是表示直流疊加和溫度上升特性與最大值、typ值、餘量的關係的圖。

以直流疊加容許電流為例進行說明。溫度上升容許電流的思路也是相同的。該例中的直流疊加容許電流是作為使直流電流增加、電感值為-30%、即降低30%時的電流規定的。不僅局限於電感,產品個體間一定會存在值的波動。typ值就是其中一個代表性的值。保證值是規定所容許的最大值及/或最小值的值。因此,是對typ值具有餘量的值。進行實測的話,多數值是接近typ值的,但其中也包括接近最大值、最小值的個體。
確認typ與最大值/最小值,即可清楚餘量有多少。此外,對特性與規定條件進行對比整理,可以看出來是在寬鬆條件下的規定還是在嚴格條件下的規定。
-順便問一下,為什麼各產品或製造商間對同一特性的規定條件會有不同?
原yuan因yin不bu能neng一yi概gai而er論lun,我wo想xiang主zhu要yao是shi對dui於yu應ying用yong電dian路lu的de性xing能neng要yao求qiu和he安an全quan確que保bao等deng,什shen麼me樣yang的de條tiao件jian最zui合he適shi,各ge製zhi造zao商shang的de考kao量liang不bu同tong。當dang然ran,還hai涉she及ji到dao對dui產chan品pin的de性xing能neng、特性、品質、可靠性的級別定位、以及價格等條件。
-其他還有什麼需要作為切入點進行確認的嗎?
除規格理解外,為了解電感的基本特性,還需要知道等效電路與各成分。講電容器時,介紹過ESR和ESL等寄生成分及其影響,電感同樣也有寄生成分。
使用等效電路進行說明。Rdc主要是卷線的直流電阻,也被稱為“銅損”。這是與電感串聯的成分。Rac主要是鐵芯材料的損耗,也被稱為“鐵損”。如ru電dian容rong與yu電dian阻zu所suo表biao示shi的de,具ju有you頻pin率lv特te性xing。頻pin率lv高gao則ze阻zu抗kang下xia降jiang,損sun耗hao增zeng加jia。絕jue緣yuan電dian阻zu是shi對dui應ying於yu泄xie漏lou電dian流liu的de直zhi流liu電dian阻zu。電dian容rong是shi由you於yu卷juan線xian被bei聚ju氨an酯zhi等deng薄bo膜mo絕jue緣yuan,因yin此ci卷juan線xian與yu夾jia著zhe絕jue緣yuan物wu的de導dao體ti、即電容器的構造相同而產生的。該線間電容是主要電容,對諧振點有很大影響。
Q是表示電感性能的指標。用R(Rac)除X(= ωL)的值表示對於頻率有多少損耗。由公式可知,當R(Rac/鐵損)小時Q變大。
通過頻率與電阻/阻抗的圖表來表示電感的基本特性。這是6mm見方、高度2mm的4.7µF電感例。紅線為Rac/鐵損。藍線為阻抗,綠線為X(ωL)。
如前所述,由於具有電容,因此有諧振點。綠線X在諧振點之後的頻率表示電容器主體的特性,頻率越高阻抗越低。Rac隨頻率上升而增加。Rdc為直流(零Hz)時的Rac。


這是某電感的特性,而電感的材料和結構不同,這些寄生成分也會發生變化。
-那麼我們暫時先掌握這些基礎。接下來將介紹電源用的電感種類。
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