电感选型时,一个核心问题是如何确定额定电流

电感选型时,一个核心问题是如何确定额定电流。额定电流有两个概念,分别是Heating Current和Saturation Current。Heating Current指的是电感不会发生过热现象的最大直流电流值。在DC-DC转换电路中,电流通过电感时,铜损和磁损同时产生热量。为了确保电感安全工作,厂商会给它设定一个安全温度范围,通常为40 ℃的温升红线。当直流电流超过这个温升红线时,电感的温度就会持续上升,最终导致失效。因此,Heating Current被定义为在自然对流条件下,温升为40 ℃时的电流值。注意评估时使用的是直流电流,交流电引入的铁损会影响结果的准确性。 Saturation Current则是指电感值下降20%时的电流值。当直流电流增加到一定程度时,磁通密度会接近饱和点,导致电感值逐渐降低。厂商通常把这个时刻的电流值定为Saturation Current。这个概念用于提醒用户,超过这个值后纹波抑制能力就会崩溃。下图是某个Wurth型号的实测曲线,规格书却把阈值设定在10%的跌点处。因此,在选型时需要对照曲线和Note来避免被表格数字误导。 在实战中,Heating Current和Saturation Current是两条重要的参考线。Heating Current用于控制热应力,超过它会导致过热现象;Saturation Current用于控制电气性能,超过它会导致纹波失控。因此,在选取额定电流时需要遵循“两条线取窄值”的原则:取小不取大,并留有余量。上图中的PLUSE四款电感均把Irated标注为两条曲线交点的较小值;只有PA1513.321例外:在41 A时电感值只下跌了10%,还未达到20%的标准。因此它的Irated仍按10%跌点计算为45 A,而不是按20%跌点计算为41 A。 为了保证系统稳定运行,业界普遍采用在Irated基础上再降额20%作为实际使用上限。这样即使负载波动或散热条件恶化,也能给电感留下足够的余量来应对各种情况。 总之,电感选型需要综合考虑Heating Current和Saturation Current这两个因素,并根据具体情况进行合理选择和降额处理。只有这样才能确保系统安全可靠地工作。