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貼片功率電感的主要參數(shù)以及選型方法

冬至子 ? 來源:硬件工程師技術(shù)干貨 ? 作者:硬件工程師技術(shù)干 ? 2023-09-11 17:26 ? 次閱讀

本文主要介紹貼片功率電感的主要參數(shù),以及選型方法。電感的參數(shù)比較雜,不同廠家參數(shù)描述方法還不太一樣。本文結(jié)合兩種不同品牌電感介紹一下電感參數(shù)以及選型方法。

以上是TDK品牌SPM4010系列繞線功率貼片電感參數(shù)表,功率貼片電感一般使用在DCDC上。主要參數(shù)如下:

電感量: 一般DCDC芯片廠商會有推薦值,參照選擇即可。

DCR(直流電阻): 這個很好理解,相同磁芯的情況下,電感量越大,就需要更多的繞線,繞線越多直流電阻越大。

精度(容差): 根據(jù)自己需求選擇,±20%是常用精度。

Isat(飽和電流): 也叫直流疊加額定電流,當(dāng)電感上流過的直流電流逐漸增大時,電感磁芯逐漸進(jìn)入飽和狀態(tài),電感量會逐漸減小,當(dāng)電感量下降30%時的電流稱作飽和電流。注意一下不同廠家的飽和電流定義不一樣,有些廠家設(shè)定為20%,互相替代使用時要注意。相同磁芯的情況下,感值越大,越容易飽和,即飽和電流越小。

Itemp(溫升電流): 當(dāng)電感上流過的電流逐漸增大時,電感溫度逐漸升高,當(dāng)升高到一定程度時的電流叫做溫升電流。大多數(shù)廠家會提供溫升40℃時的電流。相同電流的情況下,直流電阻越大,發(fā)熱越多,溫升電流越小。

電感頻率特性: 如下圖隨著頻率逐漸增大,開始感值沒有多大變化,隨后迅速上升,達(dá)到頂峰后逐漸變小,這是電感的實(shí)測值,手冊里標(biāo)注了測試設(shè)備型號。一直不理解這個圖,如果縱坐標(biāo)換成感抗那就很好理解,但是這里是電感量,不知道為啥,電感量先升高然后下降,有知道的朋友歡迎評論區(qū)留言。電感在DCDC上使用時一般開關(guān)頻率最大也就是幾Mhz,這個曲線不影響選型,注意一下就好。

以下圖片是順絡(luò)品牌WPN4012系列電感參數(shù):

電感量: TDK品牌是在100KHz下電感量,而順絡(luò)品牌的時在1MHz下的電感量。參考TDK的感值-頻率曲線,TDK感值在100K~1Mhz區(qū)間內(nèi)是基本不變的,所以這里并無差異。

精度(容差): 同上

DCR(直流電阻): 同上

SRF(自諧振頻率) :自諧振的時候電感呈現(xiàn)純電阻特性。貼片功率電感的自諧振頻率都比使用頻率高出不少,不必過多關(guān)注,而且此類型電感TDK手冊里沒有SRF詳細(xì)描述。

Isat(飽和電流): 順絡(luò)品牌的飽和電流竟然就兩個值,分為最大值和典型值,而且最大值比典型值還要小,是不是很奇怪。其實(shí)這并不奇怪,典型值是廠家生產(chǎn)此類型電感的飽和電流平均值,飽和電流有高有低,參差不齊,使用平均值描述。最大值是含義是告訴電路設(shè)計者按照此值設(shè)計是絕對沒有問題的,接近此類型電感的飽和電流的最小值。

Irms(溫升電流): 順絡(luò)品牌的溫升電流也有兩個值,和飽和電流類似。

電感頻率特性:順絡(luò)品牌此類型電感手冊中沒有此項(xiàng)描述,對選型影響不大。

選擇貼片功率電感時,電流選型是不是很迷糊,其實(shí)最簡單的方法就是選擇最小值:

1、選擇飽和電流和溫升電流最小的。

2、如果有最大值和典型值的區(qū)別,選擇兩者最小的。

下面介紹一下BUCK電路電感選型:

BUCK電路中電感值估算方法:

BUCK電路中電感電流估算方法:

在BUCK電路中輸出電流紋波一般按照輸出電流的30%計算,Ipp = Iout*30%。電感中流過的最大值是Iout+Ipp/2,電感選型時不要低于此值。

例如,設(shè)計電路輸出Iout = 1A,則Ipp = 0.3A,電感中流過的最大值是1A+0.15A = 1.15A,選擇1.2A以上電感即可。

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