為你的DC-DC轉換器選擇最合適的電感(二)
發布時間:2019-07-10 責任編輯:lina
【導讀】在上一篇文章“為你的DC-DC轉換器選擇最合適的電感(一)”中,我們對DC-DC轉換器的要求以及電感參數中的電感值、公差和電阻進行了介紹。本文中,我們將對電感的其它參數進行詳細講解。
在上一篇文章“為你的DC-DC轉換器選擇最合適的電感(一)”中,我們對DC-DC轉換器的要求以及電感參數中的電感值、公差和電阻進行了介紹。本文中,我們將對電感的其它參數進行詳細講解。
自諧頻率(SRF)
每(mei)個(ge)電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)都(dou)有(you)一(yi)些(xie)聯(lian)帶(dai)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong),與(yu)電(dian)感(gan)值(zhi)一(yi)起(qi)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)有(you)自(zi)諧(xie)頻(pin)率(lv)的(de)並(bing)聯(lian)諧(xie)振(zhen)回(hui)路(lu)。對(dui)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)器(qi)來(lai)說(shuo),電(dian)感(gan)最(zui)好(hao)是(shi)在(zai)遠(yuan)低(di)於(yu)SRF的頻率下工作。這個通常在電感數據中顯示為“典型”值。
電流額定值
在確定一個功率電感時,電流額定值或許是最難確定的額定值。在整個開關循環過程中,通過DC-DCzhuanhuanqidiangandedianliuzongshizaibianhua,bingqiekenengshixunhuandaoxunhuandebianhua,zhequjueyuzhuanhuanqideyunzuo,baokuoyouyutujiafuzaihuoxianlubianhuaerchanshengdeshunbiandianliuhuojianfengdianliu。zhejiuchanshengyigebuduanbianhuadedianliuzhi,youshijuyoufeichanggaodefengjunbi。zhengshifengjunbishiedingzhidequedingbiandekunnan。
如果用最大瞬時峰值電流作為“電流額定值”來選擇電感是不必要的;但dan如ru果guo用yong平ping均jun電dian流liu作zuo為wei電dian流liu額e定ding值zhi來lai選xuan擇ze電dian感gan,當dang通tong過guo峰feng值zhi電dian流liu時shi,電dian感gan可ke能neng無wu法fa正zheng常chang工gong作zuo。解jie決jue此ci問wen題ti的de方fang法fa是shi尋xun找zhao有you兩liang種zhong電dian流liu額e定ding值zhi的de電dian感gan,一yi個ge用yong來lai應ying付fu因yin峰feng值zhi電dian流liu導dao致zhi的de鐵tie芯xin飽bao和he,一yi個ge用yong來lai解jie決jue平ping均jun電dian流liu的de發fa熱re問wen題ti。
飽和電流
電流通過電感的一個影響是鐵芯飽和。DC-DCzhuanhuanqidedianliuboxingyibandouyouyigezhiliuchengfen。cizhiliudianliutongguodianganshipianzhitiexincongerdaozhiqicitongliangbaohe。shejirenyuanxuyaozhidao,dangfashengbaoheshi,dianganzhixiajiang,yuanjiangongnengyebuzaibiaoxianweidiangan。tu1是一個帶氣隙的鐵氧體磁芯的電感值與電流的曲線圖。可以看到,當電感進入飽和區域時,這條曲線有一個“拐點”。因此,對飽和電流的定義就顯得有些隨意,但必須對其進行定義。在圖2的例子中,飽和電流被定義為電感值下降10%時的電流。在10-20%的範圍內進行定義是很普遍的,但應注意的是,有些電感目錄可能會定義為電感值下降50%時的電流。這會增大電流額定值,但就電流的可用範圍而言,這可能會引起誤導。

圖1:線藝DO3316P-103的電感與直流偏流

圖2:鐵芯飽和及不飽和時的電感電流波形
通常能夠直接從轉換器電流波形中看出電感鐵芯飽和,di/dt與電感值是成反比的。當電感值因鐵芯飽和而下降時,電流斜率迅速增大。這就會產生噪聲並損壞其它元件。
如ru果guo電dian感gan在zai僅jin僅jin比bi飽bao和he電dian流liu額e定ding值zhi稍shao大da一yi些xie的de電dian流liu下xia工gong作zuo,問wen題ti可ke能neng不bu是shi很hen大da。在zai很hen多duo情qing況kuang下xia,電dian流liu波bo形xing斜xie率lv些xie微wei增zeng大da是shi可ke以yi接jie受shou的de。在zai接jie近jin飽bao和he額e定ding值zhi的de峰feng值zhi電dian流liu下xia工gong作zuo是shi比bi較jiao可ke取qu的de,因yin為wei這zhe樣yang就jiu能neng夠gou選xuan用yong最zui小xiao的de電dian感gan。增zeng大da飽bao和he電dian流liu額e定ding值zhi通tong常chang意yi味wei著zhe使shi用yong一yi個ge較jiao大da的de元yuan件jian或huo選xuan擇ze一yi個ge相xiang同tong尺chi寸cun但dan電dian感gan值zhi較jiao小xiao的de元yuan件jian。
均方根電流
電(dian)流(liu)的(de)另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)影(ying)響(xiang)是(shi)元(yuan)件(jian)自(zi)身(shen)發(fa)熱(re)。均(jun)方(fang)根(gen)電(dian)流(liu)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)多(duo)大(da)的(de)平(ping)均(jun)電(dian)流(liu)能(neng)夠(gou)連(lian)續(xu)地(di)通(tong)過(guo)電(dian)感(gan)同(tong)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)溫(wen)升(sheng)小(xiao)於(yu)規(gui)定(ding)值(zhi)。數(shu)據(ju)表(biao)提(ti)供(gong)的(de)總(zong)是(shi)直(zhi)流(liu)或(huo)低(di)頻(pin)交(jiao)流(liu)應(ying)用(yong)的(de)額(e)定(ding)值(zhi),這(zhe)並(bing)不(bu)包(bao)括(kuo)之(zhi)前(qian)提(ti)到(dao)的(de)因(yin)集(ji)膚(fu)效(xiao)應(ying)引(yin)起(qi)的(de)發(fa)熱(re)或(huo)其(qi)它(ta)高(gao)頻(pin)效(xiao)應(ying)。如(ru)示(shi)例(li),電(dian)流(liu)額(e)定(ding)值(zhi)針(zhen)對(dui)的(de)是(shi)單(dan)一(yi)溫(wen)升(sheng)點(dian),如(ru)果(guo)有(you)些(xie)供(gong)應(ying)商(shang)能(neng)提(ti)供(gong)溫(wen)升(sheng)與(yu)電(dian)流(liu)關(guan)係(xi)的(de)圖(tu)表(biao),則(ze)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)它(ta)計(ji)算(suan)任(ren)何(he)電(dian)流(liu)的(de)溫(wen)升(sheng)表(biao)現(xian)。
Irms額e定ding值zhi應ying包bao括kuo測ce量liang的de環huan境jing溫wen度du。電dian感gan規gui格ge一yi般ban包bao括kuo一yi個ge工gong作zuo溫wen度du範fan圍wei。電dian感gan預yu計ji在zai此ci環huan境jing溫wen度du範fan圍wei內nei使shi用yong。因yin自zi身shen發fa熱re產chan生sheng的de溫wen升sheng可ke能neng會hui導dao致zhi電dian感gan溫wen度du高gao於yu額e定ding範fan圍wei。倘tang若ruo沒mei有you超chao過guo絕jue緣yuan額e定ding值zhi,這zhe通tong常chang是shi可ke以yi接jie受shou的de。目mu前qian大da多duo數shu電dian感gan使shi用yong至zhi少shao130℃或150℃的絕緣材料。
對dui於yu其qi它ta參can數shu來lai說shuo,了le解jie電dian感gan的de溫wen升sheng是shi很hen重zhong要yao的de,在zai設she計ji選xuan擇ze時shi,就jiu可ke以yi將jiang它ta與yu其qi它ta參can數shu進jin行xing比bi較jiao評ping估gu。如ru果guo想xiang要yao較jiao低di的de溫wen升sheng,就jiu很hen可ke能neng需xu要yao選xuan擇ze較jiao大da的de元yuan件jian。
結語
DC-DC轉換器的電感可以用少數幾個參數來說明。然而,基於一組工作條件,每個參數可以視為一個“快照”,需要對其進行放大以說明應用條件下的預期性能。表1概括了應該出現在功率電感數據表上的參數。
表1:重要電感參數概括

參考
1、Switchers Made Simple,an Expert System for theAutomated Design of DC to DC Converters usingSimple Switcher Power Converters Version 4.1,National Semiconductor.
2、Magnetics for RF,power,filter and dataapplications,p32,Coilcraft Inc, Cary,IL,USA,June2013.
3、Reference Data for Radio Engineers 6th Edition,Howard W. Sams & Co., Inc, Indianapolis, Indiana,USA,1975.
4、McLyman,Colonel William T.,Designing MagneticComponents for High Frequency dc-dc Converters,Kg Magnetics,Inc.San Marino,CA,USA,1993.
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 創新不止,創芯不已:第六屆ICDIA創芯展8月南京盛大啟幕!
- AI時代,為什麼存儲基礎設施的可靠性決定數據中心的經濟效益
- 矽典微ONELAB開發係列:為毫米波算法開發者打造的全棧工具鏈
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
Future
GFIVE
GPS
GPU
Harting
HDMI
HDMI連接器
HD監控
HID燈
I/O處理器
IC
IC插座
IDT
IGBT
in-cell
Intersil
IP監控
iWatt
Keithley
Kemet
Knowles
Lattice
LCD
LCD模組
LCR測試儀
lc振蕩器
Lecroy
LED
LED保護元件
LED背光




