兩種額定電流的解釋
1、Heating Current
功率電感在 DC-DC 電路中,電流經過時,會消耗一定的功率(銅耗 Copperloss+磁耗 Coreloss),消耗功率會導致電感的溫度上升,電感一般工作溫度有一定范圍,比如 WE 的電感允許的 operating temperature: -40°C - + 125°C,ambient ?temperature: -40°C - + 85°C。
為了電感可以在一定的溫度范圍內正常工作,電感廠商會給出一個"基于電感溫度上升的額定電流"即 Heating Current,這個參數的限定值是根據電流在電感上的熱效應定義的,在大部分公司的電感的手冊里,以 Idc(直流電流)來表示這個電流。
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Heating Current 定義為在電感上加上一定的直流電流,在自然對流的冷卻條件下,電感上的溫升為 40°C 時,電感里通過電流的電流值。
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不同廠商的 Heating Current 的定義可能略有出入,在選型器件時,需詳細看一下數據表格下面的 note。
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注意:評估 Heating Current 一般都是直流電流,因為直流電流不會導致電感的鐵損,如果采用交流電流來評估的話,情況就復雜的多。
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2、Saturation Current (飽和電流)
電感中直流電流的增加時,電感透磁率的數值會逐漸減少,因此電感值會緩慢下降。
電感廠商會根據電感的電感值的下降程度為指標的額定電流,"基于電感值的變化率的額定電流",即 Saturation Current,大部分電感廠商將電感值下降 20%時的通過電感直流電流作為額定電流。
下圖是 Wurth 公司某款電感的電感值 vs 電流的曲線圖。
該款電感規格書上將 saturation current 設定為電感值下降 10%時的電流值,為 16.6A。
如果將 saturation current 設定為電感值下降 20%時的電流值的話,大約為 18.2A。
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設計中如何選擇額定電流
Heating Current 是評估的電感的熱效應,如果超過這個參數使用的話,會導致電感過熱。
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Saturation Current,是以電感值的下降程度為指標的額定電流,在開關電源中,超出該范圍使用時可能會由于紋波電流的增加而導致 IC 控制不穩定。
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所以在實際的使用中,簡單來說,一般選擇兩個電流值里面比較小的那個作為設計限值。
比如下圖中的 4 個 PLUSE 電感的 Irated,均取的 Heating Current 和 Saturation Current 其中的相對小的那個作為額定電流 。
?(注意 PA1513.321 這個器件,為什么 Irated 不是 45A?注意 Pulse 的 Saturation Current 定義為 20%的電感值下降,41A 的時候只有 10%的電感值下降。
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為了系統更可靠,在實際的設計中,一般還會作 20%以上的降額使用。
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