电感有几种电流?怎么来的?电流降额百分比多少?
(1)电感如何选型:这道面试题中标率极高,你有必要看看!
(2)电感的计算公式:纯干货!DC-DC的电感计算公式推导过程!
(3)电感与负载的关系:当Buck电路的负载电流从1A增大到2A,电感该调大还是调小?
(4)电感的两种特性:DC-DC电感选型时自谐振频率要大于10倍开关频率?
尽管如此,感觉还是没有讲完。毕竟在实际电路设计中,需要用到电感的场景太多。前几天跟一个同事聊到电感电流的问题,感觉他懂一些,知道大概意思,但又有些迷糊,说不清楚。所以今天有必要来聊聊这个知识点。
(2)电感的电流一般参考哪个电流做降额设计?降额的百分比多少?如果在开发过程中,你有认真研究过电感的Datasheet,那么这些个问题应该都不算问题,基本是送分题。但是如果你只是完全参考电源芯片厂或其他供应商的推荐设计,而自己没有认真研究过电感资料,那在面试中,这个问题可能就是送命题,直接暴露了自己的基本功。
要搞清楚电感的电流种类,最直接的方式就是查阅Datasheet。我们先看下Murata的电感LQM18DZ6R8M70#官网的展示内容。注意该电感是在电感目录里面随机选择的,并不是故意选的。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1683848830117_2sajcb.jpg?imageView2/0)
通过上面的截图,可以看到有Rated Current(额定电流Irat)、Itemp(温升电流)、Isat(饱和电流),所以电感共计有3种电流。其中,温升电流和饱和电流都可作为额定电流。温升电流Itemp和饱和电流Isat分别如何定义的呢?Murata网页上只是写了基于温度上升 和 基于感值改变 这样的定性描述,但并没有给出具体的定量描述。我们既然要搞这个知识点,当然要搞透彻。Itemp:Based on temperature rise.
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1683848826279_zxrxlc.jpg?imageView2/0)
Isat:Based on inductance change.
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1683848826804_dm17c0.jpg?imageView2/0)
我们再去TDK的官网看下,就看下TDK在车载领域主推的薄膜电感TFM系列TFM201610ALVA1R5MTAA,这部分描述较为明确,如下截图所示:
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1683848827282_ww7ac6.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1683848828210_eil7jk.jpg?imageView2/0)
额定电流 (基于L变化)(30% Down),这个就是饱和电流Isat,指的是随着电流增加,感值下降30%时所对应的电流值。为了进一步确认这个Isat=3.1A是如何出来,我们具体看下电感的“直流重叠特性”:随着电流的增加,感值会不断下降。虽然该电感额定值为1.5uH,但有±20%的偏差范围。根据曲线所示,在电流为0A时,感值为1.32uH。感值下降30%后,感值为0.924uH,此时对应的电流值Isat约为3.1A。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1683848829607_cz6sd1.jpg?imageView2/0)
上面电感的电气特性中,同样给出了基于温度上升的额定电流,如下截图:
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1683848828706_qqno96.jpg?imageView2/0)
额定电流(基于温度上升)(40℃ Rise),这个就是温升电流Itemp,指的是电感本体温度上升40℃时所对应的电流值。为进一步确认Itemp=2.6A是如何出来的,我们具体看下电感的“直流温升特性”:随着电感通流上升,电感本体温度会不断上升。温度上升到40℃时,此时对应的电流值Itemp大概是2.6A。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1683848829129_c691os.jpg?imageView2/0)
结合Murata和TDK官网的描述,可以确定电感的温升电流Itemp和饱和电流Isat都是电感的额定电流Irat,只不过定义的维度不同。因此,再有人问电感的额定电流是多少,你可以把Itemp和Isat都告诉他,不会有错。在电路设计时,通常我们把两者中的最小者理解为电感的额定电流。那实际电路设计时,降额多少呢?电感的电流选型按照两者中的最小值的80%来设计,因此降额为20%。
说到这里,我想你应该可以知道文章开头两道面试题的答案。(1)电感电流种类:饱和电流Isat,温升电流Itemp,额定电流Irat;
(2)饱和电流Isat:感值下降30%时所对应的电流值。要注意学会看直流重叠特性曲线;
(3)温升电流Itemp:电感本体温度上升40℃时所对应的电流值。要注意学会看直流温升特性曲线;
(4)额定电流Irat:Itemp和Isat都是电感Irat,只是维度不同。应用时,通常把两者的最小值理解为Irat。
(5)降额比例:以Itemp和Isat中的最小值为基准,降额20%使用。
Murata 电感链接:
https://www.murata.com/en-global/products/productdetail?partno=LQM18DZ6R8M70%23
TDK 电感链接:
https://product.tdk.com.cn/zh/search/inductor/inductor/smd/info?part_no=TFM201610ALVA1R5MTAA
以上所述,部分内容涉及个人理解,如有觉得不妥,欢迎留言讨论。
怎么样?一个简短的问题,给出的回答可浅可深,就看你对这个知识点的理解达到怎样的程度。你学废了么?
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