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电感有哪些关键参数,如何选择电感?

2021-05-15 11:24 次阅读

电感(inductor)是能把电能转化为磁能储存起来的器件,具有阻碍电流变化的作用。

其关键参数如下:

n 电感值

n 额定电流

n 饱和电流

n DCR

n Q值

一、关键参数介绍

1、额定电流/饱和电流

额定电流即设计上最大的可用电流,有两种:Isat和Irms,这是很容易误导工程师的两个参数,在项目选型时不知道用哪个参数去管控。

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Irms是温升电流,普遍的标准是电感温度上升到40℃时的电流,而Isat为磁饱和电流,当电感电流增加时,电感的感量会下降,电感抑制电流变化能力会下降,导致系统工作异常,或者电感烧毁。在选型电感时,需要主要如下几点问题:

(1)在进行电感选型时,需要参考Isat和Irms中较小的那个参数;

(2)电感电流选型参考的是电路系统工作时的峰值电流;

(3)电感电流选型时一定注意需要降额设计,一般降额0.7左右。

2、DCR

DCR即DC resistor,电感能够通直流,但是还是有直流电阻的,DCR的大小会影响通过电感电流所导致的发热功率。

3、Q值

Q值也叫品质因数,是衡量电感器件的重要参数,是指电感器在某一频率下的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效阻抗之比。电感的Q值越高,其损耗越小,效率越高,电感的品质因数的高低和线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗以及铁芯、屏蔽罩等引起的损耗有关。

根据使用场景的不同,对于品质因数Q的要求也就不同,如调谐回路中电感线圈,Q值要求较高,因为Q值越高,回路的损耗也就越小,回路的效率也就越高,对耦合线圈来说,Q值可以低一些,而对于低频或者高频扼流圈,则可以不做要求。

但是实际上Q值的提高往往受到一些因素的限制,比如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗,铁芯和屏蔽引起的损耗以及高频工作时

的集肤效应,因此,线圈的Q值不可能做的很高,通常的Q值为几十到一百,最高也只有四五百。

问题1:为什么电感饱和/额定电流的最大值小于典型值?

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如上表所示,电感的额定电流的MAX值比TYPE值小,这个是很容易产生疑惑的地方,MAX值是电感厂商保证不会发生问题的最大额定电流值,而TYPE值是电感厂商测试的1000PCS电感中,有900个工作在TYPE电流值。

问题2:电感Q值相关知识

1、电感Q值高低的影响

Q值过大,会引起电感烧毁,电容击穿,电路震荡。

Q很大时,将有VL=VC》》V的现象出现。这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失。所以在电力系统中应该避免出现谐振现象。而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值。

2、电感Q值的换算

电感的品质因数可以写成如下:

Q=2pi*电路中储存的能量/电路一个周期内消耗的能量

或者Q=无功功率/有功功率

Q值越高,损耗越小,效率越高;

Q 值越高,谐振器的频率稳定度就越高,因此,能够更准确。因数Q是表示线圈质量的一个重要参数。Q值的大小,表明电感线圈损耗的大小,其Q值越大,线圈的损耗越小;反之,其损耗越大。
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