按照用途來說，電感器分為RF電感和功率電感兩種。今天我們介紹的是其中之一的功率電感。 

 

         功率電感一般分為四種外形，而在DC/DC升壓降壓電路中，功率電感是僅次于IC的核心元器件。選擇好的功率電感，可獲得較高的轉換效率。功率電感選型，一般需要參考以下幾個參數：L（電感值），Isat（飽和電流），Irms（溫升電流），SRF（自諧頻率），DCR（直流電阻值）以及公差。

 

          對于DCR大家都知道要越小越好，因為這關系到電感的熱損耗。而對SRF ，一旦超過此指標，電感就不會表現出電感特性，反而是電容特性了。

 

         然而，對于電流這項最關鍵的指標，有些入行不久的筒子可能要抓狂：兩項電流參數（Isat和Irms）我要怎么區分呢 ？

 

功率電感的外形

 

 

 

 

        （1）基于電感值變化率的額定電流稱為Isat。

 

          它是以電感值的下降程度為指標的額定電流，超出該范圍使用時，可能會由于紋波電流增加而導致IC控制不穩。

 

          大部分電感廠商一般取電感值下降到20%的電流為Isat，也有少量廠商設為下降30%或者10%（目前的痛點是行內沒有統一的下降標準），所以選型時要特別注意這一點.此外，根據電感磁路構造的不同，磁飽和的傾向（即電感值的下降傾向）也有所不同。

 

          對于開磁路類型，隨著直流電流的增加，到規定電流值為止呈現比較平坦的電感值，但以規定電流值為境界電感值急劇下降。相反閉磁路類型， 隨著直流電流的不斷增加，透磁率的數值逐漸減少，因此電感值緩慢會平緩的下降，而不是急劇下降。

 

不同磁路構造所導致的電感值的變化

 

         （2）Irms。

 

          指電感產品的應用額定電流，也稱為溫升電流，即產品應用時，表面達到一定溫度時所對應的DC電流。

 

          業界大部分廠家一般認為是電感產品自我溫升溫度不超過40度時的電流。也有廠家會分別給出溫升20度和40度各自的溫升電流值，甚至還給出對應的溫升曲線。以及溫升電流Irms標識狀況

 

          目前Isat 和 Irms業界沒有統一定義標準， 現狀會誤導部分硬件工程師選型。

 

          目前有相當部分疊層功率電感生產廠家對其產品額定電流規格都是沿用傳統信號濾波處理用疊層電感額定電流標準來定義，其根據電感的溫升電流值來定義其額定工作電流。

 

           這種情況下產品設計工程師往往會按照傳統功率電感選型經驗并根據供應商電感規格書上定義的額定電流值來衡量其實際電路中的額定工作電流，這樣一來可能會因電感Isat指標低于電路的實際工作電流，產生如下隱患：

 

         A）電感實際工作時因電流過大導致飽和，引起電感量下降幅度過大造成電流紋波超出后級電路最大允許規格范圍而造成電路干擾，從而無法正常工作甚至損壞；

 

        B）電路中實際工作電流超過電感的飽和電流有可能會因電感飽和電感量下降產生機械或電子噪音；

 

        C）電路中實際工作電流超過電感的飽和電流會導致因電感飽和，其電感量下降引起電源帶負載時輸出電壓&電流不穩定，造成其它單元電路系統死機等不穩定異常情形；

 

        D）電感額定電流（包括飽和和溫升電流）選擇余量不足會導致其工作時其表面溫度過高 。

 

         以下是以2520系列中的4.7uH疊層功率電感為例, 對比說明一下業界目前對功率電感的重要參數指標之一--------飽和電流Isat標準不統一所導致的部分歧義。

 

        備注：Isat飽和電流：指磁介質的飽和電流，在下圖B-H曲線中，是指磁介質達到Bm對應的Hm所需的DC電流量的大小，對于電感，即電感下降到一定比例后的電流大小，如SRI1207-4R7M產品，電感下跌20%的電流為8.4A，則Isat=8.4A。

 

         Isat計算公式如下：

 

         設截面積為S、長為l，磁導率為μ的鐵環上，繞以緊密的線圈N匝，線圈中通過的電流為I。則依磁路定律：

 

          Hl/0.4π=NI=0.7958Hl

 

          對于同一材質及呎吋的鐵芯Hl依B-H曲線進行變化，但在同一斜率下，Hl是不變的，因此：

 

        N1*I1=Hl/0.4π=N2*I2

 

        即：

 

         N1/N2=I2/I1