电感在应用中,主要参数有:尺寸;感值,用于和频率匹配;电流,超过了会烧掉;Q值,品质因数;DCR,直流电阻。本篇接着讲电流、Q值、DCR三个主要参数。
电流
额定电流,就是设计上允许通过的最大电流。电流本质上是一根漆包线,且直流电阻并不大,直接发热烧掉的情况是比较少的,因此额定电流并不是电感能通过的最大的直流电,而是最大可用电流。
绕线电感额定电流中,又有Isat和Irms两种,很容易误导工程师,不知道该去选那种。
↑ 电感的感值,会随着电流的增大而减小
Irms是温升电流,普遍标准为电感温度升到40摄氏度的时候的电流。电感内部的漆包线有电阻,有了电阻通过电流就会发热。这个额定电流就是电感能工作且不至于烧毁的最大电流。
Isat是饱和电流,磁通量饱和的时候的电流。电感里的电流太大之后,电感感量会下降,下降曲线和电感的结构有一定的关系。普遍设定电感感值下降20%的时候的电流为Isat。如果超过这个电流使用,电感的感量会继续下降,导致输出纹波增大,造成系统工作异常,或者电感烧毁。
根据电流来对电感进行选型的时候,一般选择Isat和Irms中比较小的一个。绕线电感的Isat和Irms有时候前者大一些,有时候后者大一些,叠层电容的Isat一般会比Irms小很多。
我们以前就遇到过,工程师选功率型叠层电感的时候,只看了Irms符合要求,但是Isat严重偏低,最终导致概率性烧电感的情况。
Q值
Q值又叫品质因数,用来衡量电感在交流状态下的等效电阻。Q值越高,等效电阻越小,损耗越小。
绕线电感的Q值比叠层电感要高很多,例如0402的nH级的村田的绕线电感,Q值可以达到40左右,但0402普通品牌的nH级叠层电感,Q值一般也就10上下。
Q值高了,滤波器的带宽会变窄,但深度会加深,适合在固定频点上使用。对于射频电路来讲,精准的匹配网络,能够显著的提升射频性能和一致性,所以很多高端手机会在射频网络和天线匹配上使用高Q值的绕线电感。
↑ iPhone8上的绕线电感。蓝色小颗粒
DCR
DCR,DC Resistor,电感能够通直流,但是还是有直流电阻的,这个直流电阻主要是电感线圈里那根长长的漆包线的电阻。而额定电流也是根据漆包线的电阻来变化的。
漆包线越长、感值越高、电阻越大、额定电流越低。
漆包线越粗、体积越大、电阻越小、额定电流越高。
别看毫欧级别的电阻很小,例如在150mR、1.2A电流下,也有0.2W的功率,集中在那么4x4mm的面积上,发热量其实不算小。
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原文标题:SI-list【中国】一文搞懂电感的关键参数---电流、Q值和DCR
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