電感參數有哪些?怎麼選擇電感?

2022-01-17 硬體筆記本
被繞製成螺旋形狀的線圈具有感性，用於電氣用途線圈被稱為電感器，電感這個元件在電子電路中使用非常廣泛，並且可以分為兩類，一類是用於信號系統的電感，另一類是用於電源系統的功率電感。

電感這個元件使用非常普遍，也很容易被人忽視其一些基本參數，造成設計不足，導致產品出現嚴重的使用問題。

越是細節的東西就越值得仔細推敲，這是硬體工程師的基本功。

下面以功率電感為例，介紹電感的基本參數。

1 電感值

電感值電感的基本參數，也是影響紋波電流和負載響應的一個重要參數。電感和電容是對偶元件，電感有一個最重要也是最基本的公式：

流過DC-DC轉換器中功率電感的電流是三角波電流。一般來說，可將紋波電流△I設置為負載電流Iout的30%左右。因此，只要決定DC-DC轉換器的條件，就能根據以下算式粗略計算適當的功率電感器電感。

在DC-DC轉換器的SPEC或datasheet中都推薦了不同電感值作為參考值。因此，即使不進行上述算式之類的計算，也能按照製造商的參考值選定，如果想更換新的電感型號，其參數也不應該與供應商推薦的參考值相差太遠。


2 飽和電流Isat

飽和電流特性也叫做直流疊加特性，其影響了電感工作時的有效感值，如果選擇不合適，電感容易飽和，引起實際感值下降，不能滿足設計需求，甚至有可能燒壞電路。飽和電路各家的定義略有不同，通常而言指的是初始電感值減小30%時的電流，如下圖，一個4.7uH的電感，在1.5A時，電感下降了30%，只有大約3.3uH。如果Isat不夠的話，紋波電流會隨著電感值的下降而增加。因為根據上面的公式，在負載電流不變時，L減小了，I自然就會變大。

特別說明：如果此參數選擇不合適，很可能引起輸出電流紋波增加，進而導致峰值電流增加，引起電感值下降，電感值下降進一步增加輸出電流紋波，行程惡性循環。

3 溫升電流Itemp

這是規定使用電感時的環境溫度容許範圍的參數。溫升電流的定義各家廠商也有區別，一般而言，指的是將電感溫度上升了30℃時的電路。溫度的影響因電路的工作環境而異，因此要設想實際使用環境後選定。

4 直流阻抗Rdc

表示通過直流電時的電阻值。這個參數影響最大最直接的就是發熱損耗，所以直流阻抗越小損耗越少。減小Rdc與尺寸小型化等條件略有衝突。只要從上述的滿足電感、額定電流等必要特性的電感器當中，選定Rdc更小的產品即可。

5 阻抗頻率特性

理想電感的阻抗隨著頻率增加而增加，然而實際電感由於寄生電容和寄生電阻的存在，在一定頻率下呈現感性，超過一定頻率呈容性，阻抗反而隨著頻率的增加而減小，這個頻率就是轉折頻率。

以上就是電感相關的特性參數，在選擇電感時務必要仔細評估每個參數。


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