電感在應用中,主要參數有:尺寸;感值,用于和頻率匹配;電流,超過了會燒掉;Q值,品質因數;DCR,直流電阻。本篇接著講電流、Q值、DCR三個主要參數。
電流
額定電流,就是設計上允許通過的最大電流。電流本質上是一根漆包線,且直流電阻并不大,直接發熱燒掉的情況是比較少的,因此額定電流并不是電感能通過的最大的直流電,而是最大可用電流。
繞線電感額定電流中,又有Isat和Irms兩種,很容易誤導工程師,不知道該去選那種。
↑ 電感的感值,會隨著電流的增大而減小
Irms是溫升電流,普遍標準為電感溫度升到40攝氏度的時候的電流。電感內部的漆包線有電阻,有了電阻通過電流就會發熱。這個額定電流就是電感能工作且不至于燒毀的最大電流。
Isat是飽和電流,磁通量飽和的時候的電流。電感里的電流太大之后,電感感量會下降,下降曲線和電感的結構有一定的關系。普遍設定電感感值下降20%的時候的電流為Isat。如果超過這個電流使用,電感的感量會繼續下降,導致輸出紋波增大,造成系統工作異常,或者電感燒毀。
根據電流來對電感進行選型的時候,一般選擇Isat和Irms中比較小的一個。繞線電感的Isat和Irms有時候前者大一些,有時候后者大一些,疊層電容的Isat一般會比Irms小很多。
我們以前就遇到過,工程師選功率型疊層電感的時候,只看了Irms符合要求,但是Isat嚴重偏低,最終導致概率性燒電感的情況。
Q值
Q值又叫品質因數,用來衡量電感在交流狀態下的等效電阻。Q值越高,等效電阻越小,損耗越小。
繞線電感的Q值比疊層電感要高很多,例如0402的nH級的村田的繞線電感,Q值可以達到40左右,但0402普通品牌的nH級疊層電感,Q值一般也就10上下。
Q值高了,濾波器的帶寬會變窄,但深度會加深,適合在固定頻點上使用。對于射頻電路來講,精準的匹配網絡,能夠顯著的提升射頻性能和一致性,所以很多高端手機會在射頻網絡和天線匹配上使用高Q值的繞線電感。
↑ iPhone8上的繞線電感。藍色小顆粒
DCR
DCR,DC Resistor,電感能夠通直流,但是還是有直流電阻的,這個直流電阻主要是電感線圈里那根長長的漆包線的電阻。而額定電流也是根據漆包線的電阻來變化的。
漆包線越長、感值越高、電阻越大、額定電流越低。
漆包線越粗、體積越大、電阻越小、額定電流越高。
別看毫歐級別的電阻很小,例如在150mR、1.2A電流下,也有0.2W的功率,集中在那么4x4mm的面積上,發熱量其實不算小。
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原文標題:SI-list【中國】一文搞懂電感的關鍵參數---電流、Q值和DCR
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