文章目錄

• 電感的三個電流
• • 飽和電流Iast
  • 溫升電流Irms
  • 額定電流
  • 總結(jié)
• 電感的高頻模型

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電感的三個電流

電感電流是電感選型中最重要的參數(shù)之一。在閱讀不同廠家的電感手冊時，我們會發(fā)現(xiàn)，各個廠家的標注方式各不相同，有的廠家手冊只有一個額定電流。有的廠家會標注兩個，一個是飽和電流，一個是溫升電流。有的廠家會標注飽和電流和溫升電流的典型值和最大值。

飽和電流Iast

飽和電流一般是指相對初始電感值衰減30%（一些廠家是10%，40%）時的偏置電流。

飽和電流為什么會存在呢？因為電感一般都含有磁芯，特別是功率電感，磁芯是存在磁飽和的，什么是磁飽和呢？

由于磁芯材料自身的特性，通過的磁通量是不可以無限增大的，通過一定體積導(dǎo)磁材料的磁通量達到一定數(shù)量將不再增加，無論是增加電流或者匝數(shù)，這時就是達到了磁飽和。當電流已經(jīng)使磁芯飽和，再增大電流，也基本不會再使磁通量增加或者說增加很少，等同于空芯電感的增量。因為飽和之后磁芯失去作用，等同于空芯電感。電流增大而磁通量不增加，那么電感阻礙電流變化的作用就沒有了。也就是電感器失去了作用，這時的磁芯完全飽和。

在電流比較小的時候，單位電流產(chǎn)生的磁通量與電流成正比，即磁芯的磁導(dǎo)率為常數(shù)。而隨著電流慢慢變大，單位電流所產(chǎn)生的磁通量的增量是下降的，也就是說，隨著電流的增加，磁導(dǎo)率是慢慢下降的，因此，電感的感量也下降，也就有了前面電感飽和時電感值衰減30%的定義。

那么飽和電流到底是有效值還是瞬時值呢？（畢竟用于開關(guān)電源中，電感電流是直流上面疊加交流分量，并且交流分量還不小，這個必須搞清楚）

飽和電流可以理解為瞬間值，因為電感的飽和原因是因為磁芯飽和，只要電流達到一定程度，就會使磁芯飽和，而且無論你是什么時候達到。所以在電路設(shè)計中，一定不要讓電感的最大電流瞬間值超過其飽和電流。

溫升電流Irms

一般指電感自我溫升溫度不超過40℃時的電流。

我們來看一個順絡(luò)的某電感參數(shù)。

可以看到，電感的工作溫度范圍是-40℃到+125℃，括號說明包含自我溫升。也就是說，當電路工作環(huán)境溫度為85℃時，只要我們的電感電流不超過溫升電流，就沒有問題。（當然，我們會留一些裕量）

那環(huán)境溫度小于85℃時，是不是就可以超過額定溫升電流使用呢？

理論上超一點沒有問題，但是不建議。因為會有新的問題。那么超過多少不會出現(xiàn)問題呢？沒有一個定值。并且，因為超過溫升電流后，溫升隨電流增加上升是很快的，近乎指數(shù)，所以無論環(huán)境溫度是多少，最好都不要使電感電流超過溫升電流。

那么這個溫升電流是有效值還是瞬間值呢？

答案是有效值。溫升電流說的是使溫度上升到一定值的電流大小，這不就是有效值的定義么，其符號rms也說明了這一點

額定電流

額定電流其實就是包含了前面兩個飽和電流和溫升電流。這兩個都叫額定電流，工作時溝通方便，有時籠統(tǒng)說額定電流是多少，其實就是那兩個電流中的小者。

有的廠家的規(guī)格書中只標明了一個額定電流，設(shè)計時把它當作電流上限，并保留20%-30%的裕量即可。

為什么上圖中，最大值比典型值要小呢？

因為典型值指的是電感生產(chǎn)出來后，電流參數(shù)平均是某個值。而設(shè)計電路時，我們是要所用的所有電感都能滿足要求，而標注的max值就是廠家站在用戶的角度標注的，只要你的設(shè)計不超過這個最大值，那么就ok。也就是所有電感的電流值都比這個max值要大，自然max就比典型值要小了。

總結(jié)

1、電感的額定電流，包含飽和電流和溫升電流
2、在電路設(shè)計中，電感的最大電流瞬間值不能超過飽和電流，電流有效值 ，也不能超過溫升電流。一般情況下，需要留20%-30%左右的裕量。

電感的高頻模型

為什么叫高頻模型？難道在低頻時不成立嗎？

當然不是，僅僅只是因為在低頻的時候，我們可以把電感當作理想的，因為其分布電容的影響可以忽略。而我們需要知道的是，即使我們在低頻率時也用高頻模型，我們得到的結(jié)果也和不適用高頻模型時基本是一樣的。而一件事情如果能選用更簡單的描述，就不會選用更復(fù)雜的。所以在低頻時，我們可以把電感當作理想的，因為它更簡單。

電感的高頻模型如下所示。

那么為什么不是以下兩種呢？

我們采用微分的辦法，因為線圈宏觀上看他是一根導(dǎo)線構(gòu)成，可以看成是無數(shù)的△R和△L串聯(lián)，是連續(xù)的。同時，每一個微分單元本身是一段導(dǎo)線。那么微分單元與單元之間就相當于是電容的兩個極板，即存在電容分量△C。

無數(shù)微小的單元串聯(lián)在一起，就構(gòu)成了電感的高頻模型。盡管我們使用的電感是各種各樣的，但是原理都一樣，都可以用高頻模型等效。

那么這個模型有什么用呢？

可以得到電感的頻率特性曲線，電感在不同頻率下的表現(xiàn)。

有助于理解怎么樣繞制的電感寄生電容比較小，諧振頻率比較高。

電感越小，諧振頻率越高：電感越大，那么匝數(shù)越多，寄生電容越大，所以諧振頻率也低。

本文為學(xué)習課程“硬件工程師練成之路”的筆記

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的硬件学习笔记（器件篇）—— 电感（四）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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