一文详解电感的三个电流-飞外网

电感电流应该是电感最重要的参数了,电路设计必然会关注这个参数。然而,查看众多的电感规格书手册,有时也会把人搞懵,特别是对新手而言、为什么呢?

这是因为各家标注电流方式个不相同,有的厂家就只有一个额定电流,有的厂家会标两个,一个是饱和电流,一个是温升电流。还有的更为详细,会标电流的典型值和最大值,但是奇怪的是典型值居然比最大值还大,也是无语。

为了理解这些内容,那我们就来看看饱和电流,温升电流,额定电流分别指的是什么吧。

饱和电流Isat

饱和电流Isat一般是指电感值相对于初始值衰减30%(一些厂家是10%,40%)的偏置电流。

饱和电流为什么会存在呢?

电感一般都含有磁芯,特别是功率电感,磁芯是存在磁饱和的。什么是磁饱和呢?由于磁芯材料自身的特性,其通过的磁通量是不可以无限增大的。通过一定体积导磁材料的磁通量大到一定数量将不再增加,不管你再增加电流或匝数,就达到磁饱和了。当电流已经使磁芯饱和,再增加电流,也基本不会再使磁通量增加,或者说增加很少,等同于空心电感的增量,因为饱和之后磁芯失去作用,等同于空心电感。电流增大,而磁通量不增加,那么电感阻碍电流的作用就没有了,也就是说电感器失去了作用,这时的磁芯完全饱和。

当然我们并不会等到电感完全饱和。事实上,在电流比较小的时候,单位电流产生的磁通量与电流成正比,这个意思就说磁芯磁导率为常数。而随着电流慢慢增大,单位电流的增加产生的磁通量的增量是下降的,也就是说随着电流的增加磁导率是慢慢下降的,因此,电感的感量也下降。所以就有了前面的定义,电感量衰减到30%(一些厂家是10%,40%),我们就说电感饱和了。

还有个问题,饱和电流到底是有效值还是瞬间值呢?毕竟用于开关电源中,电感电流是直流上面叠加交流分量,并且交流分量还不小,这个必须得搞清楚。

饱和电流可以理解为瞬间值,因为电感的饱和的原因是因为磁芯饱和,只要电流达到一定值,就会使磁芯磁饱和,而不论你是什么时候达到。所以在电路设计中,一定不要让电感的最大电流值(瞬间值)超过其饱和电流。

温升电流Irms

温升电流,一般指电感自我温升温度不超过40℃时的电流。

曾经有人问我,这个温升电流对应的温度,指的是电感内部的,还是指的外壳?这个问题我也没找到答案,不过应该不影响我们进行电感选型。

如上图,是顺络的某电感参数,可以看到,电感的工作温度范围是-40到+125℃,后面括号说明了是包含自我温升的,所以,当电路工作环境温度小于125-40=85℃时,只要我们电感电流不超过温升电流(此时温升为40度,加上环境温度,正好125度),那么就没有问题,当然了,我们会留一些裕量。

估计又有人问了,那我环境温度小于85度,那是不是就可以超过额定温升电流Irms使用呢?

理论上超一点没有问题,但是不建议,因为会有新的问题,超多少不会出现问题呢?没有一个定值。并且,因为超过Irms之后,温升随电流增加上升很快的,如下图示例所示:

这个曲线是顺络电感的电流与温升的关系,可以看到,曲线类似是指数曲线,在温升达到40度后,电流只要增加一点点,温度就升高很多。

所以,建议不管环境温度比85℃低多少,都不要使电感电流超过温升电流Irms,这样就万无一失了。

同样也有一个问题,这个温升电流是有效值还是瞬间值呢?

答案是有效值。温升电流,说的是使温度上升到一定值的电流大小,这不就是有效值的定义么,其符号rms也说明了这一点。

额定电流Irat

额定电流其实就是包含前面2个电流,饱和电流和温升电流。

我们工作中沟通时为了方便,说额定电流是多少多少,其实就那两个电流中的小者。有些规格书中只写了一个电流,那么设计中就把这个电流当作额定电流来设计。

来到开篇的问题,为什么最大值比典型值要小?

这是因为,典型值指的是,电感生产出来后,这个电流上限参数平均是某个值,这个值就叫典型值。

而设计电路时,我们需要所用的所有电感,都能满足要求,所以不能是典型值。而标注的max值,厂家是站在用户的角度来说的,只要你设计不超过这个最大值,那么就OK,所以其实是所有电感的电流值都比这个max值要大,自然max值要比平均值type要小了。

总结

1、电感的额定电流,包含饱和电流和温升电流。

2、在电路设计中,电感的最大电流瞬间值不能超过饱和电流,电流有效值也不能超过温升电流。一般情况下,需要留20%-30%左右的裕量。

责任编辑人:CC


兄弟讲解的很透彻,不错,我是做电感,补充一点饱和电流MAX值定义,可以这样理解,电感有公差,通常±20%,typ值得饱和电流指的是电感值在标称值时候的,而max值得饱和电流指的是﹢20%电感值时候的饱和值,因为电感值越大,饱和电流越小。所以max值小于typ值, 12-18 16:32 回复
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NCP502 LDO稳压器 80 mA 低Iq 系列固定输出低静态电流低压差(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 NCP502系列具有40μA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP502设计用于低成本陶瓷电容器。 LDO线性稳压器采用微型SC70-5表面贴装封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,2.9,3.0,3.1,3.3,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 典型值为40μA的低静态电流 优良线路和负载调节 低输出电压选项 输出电压精度为2.0% 工业温度范围-40°C至85°C 应用 手机 电池供电消费品 手持式仪器 可携式摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 10:02 • 162次
NCP512 LDO稳压器 80 mA 低压差 低Iq 固定输出低压降(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 NCP512具有40μA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP512设计用于低成本陶瓷电容。 LDO采用微型SC70-5表面贴装封装。标准电压版本为1.3,1.5,1.8,2.2,2.5,2.7,2.8,3.0,3.1,3.3和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 低静态电流40μA典型 低压差250 mV,80 mA 低输出电压选项 输出电压精度2.0% 工业温度范围-40° C到85°C 应用... 发表于 07-30 10:02 • 154次
NCP3337 LDO稳压器 500 mA 低Iq 带电源良好 7是一款高性能,低压差稳压器。它具有±0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于小至1.0μF的任何类型的电容器都是稳定的。 NCP3337还配备了感应和降噪引脚,以提高器件的整体实用性。 NCP3337提供反向偏置保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时±0.9%) 满载时超低压降(典型值260 mV) 没有稳定性所需的最小输出电流 低噪音 低关机电流 反向偏压保护 2.9 V至12 V电源范围 热关断保护 当前限制 仅需1.0μF输出电容以确保稳定性 电源良好输出 应用 终端产品 PCMCIA卡 手机 摄像机和相机 网络系统,DSL /电缆调制解调器 Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 DSP Supply 显示和监视器 PCMCIA卡 手机 摄像机和相机 网络系统, DSL /电缆调制解调器 Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 10:02 • 138次
NCP698 LDO稳压器 150 mA 超低Iq 列固定输出低压差(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。该系列具有2.5 uA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP698系列提供用于ON / OFF控制的使能引脚。 NCP698设计用于低成本陶瓷电容器,需要0.1μF的最小输出电容。该器件采用微型SC82-AB表面贴装封装。标准电压版本为1.3,1.5,1.8,2.5,2.8,3.0,3.3,3.5和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。可提供无铅电镀选项。 特性 优势 超低静态和接地电流 最小化功耗 低压差 延长电池使用时间。保留更长的监管。 低输出电压选项 输出电压准确度为2.0% 温度范围-40C至85C 应用 终端产品 电池供电仪器 手持式仪器 摄像机和相机 MP3播放器 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 09:02 • 387次
NCP563 LDO稳压器 80 mA 超低Iq 定输出低压差(LDO)线性稳压器专为需要低静态的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。该系列具有2.5μA的超低静态电流。每个器件都包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP562系列提供用于ON / OFF控制的使能引脚。 NCP562设计用于低成本陶瓷电容器,需要0.1μF的最小输出电容。该器件采用微型SC82-AB表面贴装封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3,3.5和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。可以使用无铅电镀选项。 特性 典型值为2.5μA的低静态电流 低输出电压选项 输出电压精度为2.0% -40°C至85°C的温度范围 NCP562提供启用引脚 Pb - 免费套餐可用 应用 终端产品 电池供电仪器 手持式仪器 摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 08:02 • 273次
NCP511 LDO稳压器 150 mA 超低压差 低Iq 固定输出低静态电流低压降(LDO)线性稳压器专为需要低静态电流的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 NCP511具有40μA的超低静态电流。每个LDO线性稳压器包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管,用于设置输出电压的电阻,电流限制和温度限制保护电路。 NCP511设计用于低成本陶瓷电容器,要求最小输出电容为1.0 5F。 LDO采用微型TSOP-5表面贴装封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 低典型值为40μA的静态电流 100 mA时100 mV的低压差电压 出色的生产线和负荷调节 最大工作电压6.0 V 低输出电压选项 高精度输出电压2.0% 工业温度范围-40°C至85°C 无铅封装可用 应用 手机 电池供电仪器 手持式仪器 Camcorde rs和相机 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 08:02 • 281次
NCP1117LP LDO稳压器 1 A 固定和可调 正 7LP低压降(LDO)线性稳压器是流行的NCP1117系列低压差稳压器的低功耗版本,具有降低的静态电流。它主要用于0到125度温度范围内的大批量消费应用。该系列产品能够提供超过1 A的输出电流,在1 A全电流负载下具有1.3 V的压差,该系列包括1.5 V,1.8 V,2.5 V,3.3 V的可调和五种固定电压版本, 5.0 V。 特性 优势 输出电流超过1.0 A 1A输出电流 应用 终端产品 电视和监视器 电视和监视器 设置顶盒和娱乐设备 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 07:02 • 220次
MC78LC LDO稳压器 80 mA 超低Iq 00低压降(LDO)线性稳压器专为需要低静态电流的手持通信设备和便携式电池供电应用而设计。 MC78LC00系列具有1.1μA的超低静态电流。每个LDO线性稳压器包含一个电压基准单元,一个误差放大器,一个PMOS功率晶体管和用于设置输出电压的电阻。 MC78LC00低压降(LDO)线性稳压器设计用于低成本陶瓷电容器,要求最小输出电容为0.1μF。 LDO采用微型薄型SOT23-5表面贴装封装和SOT-89,3引脚封装。标准电压版本为1.5,1.8,2.5,2.7,2.8,3.0,3.3,4.0和5.0 V.其他电压可以100 mV步进。 特性 低静态电流1.1μA典型 出色的线路和负载调节 最大工作电压12 V 低输出电压选项 高精度输出电压2.5% 工业温度范围-40°C至85°C 两个表面贴装封装(SOT-89,3针或SOT-23,5针) 无铅封装可用 应用 电池供电仪器 手持式仪器 Camcorde rs和相机 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 06:02 • 633次
NCV8843 降压稳压器 1.5 A 340 kHz 具有同步功能 3是一款1.5 A降压稳压器IC,工作频率为340 kHz。该器件采用V 2 ™控制架构,提供无与伦比的瞬态响应,最佳的整体调节和最简单的环路补偿。 NCV8842可承受4.0 V至40 V的输入电压,并包含同步电路。片上NPN晶体管能够提供最小1.5 A的输出电流,并通过外部升压电容进行偏置,以确保饱和,从而最大限度地降低片内功耗。保护电路包括热关断,逐周期电流限制和频率折返短路保护。 特性 优势 V 2 ™控制架构 超快速瞬态响应,改进调节和简化设计 2.0%误差放大器参考电压容差 严格的输出调节 逐周期限流 限制开关和电感电流 开关频率短路时减少4:1 降低短路功耗 自举操作(BOOST) 提高效率并最大限度地降低片内功耗 与外部时钟同步(SYNC) 与外部时钟同步(SYNC) 1.0 A关闭静态电流 当SHDNB为最小时电流消耗最小化断言 热关机 保护IC免于过热 软启动 在启动期间降低浪涌电流并最大限度地减少输出过冲 无铅封装可用 应用 终端产品 汽车 工业 直流电源 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-30 01:02 • 315次
KA78R LDO稳压器 1 A 5至15V 带固定输出 XC是一款适用于各种电子设备的低压差稳压器。它提供带有TO-220-4引线全模封装的恒压电源。在满额定电流(1A)下,KA78RXXC的压差低于0.5V。该稳压器具有各种功能,如峰值电流保护,热关断,过压保护和输出禁用功能。 特性 1A / 3.3V,5V,8V,9V ,12V,15V输出低压差稳压器 TO-220全模封装(4pin) 过流保护,热关机 过压保护,短路保护 带输出禁用功能 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 23:02 • 413次
LV5749NV 降压稳压器 开关 1通道 NV是单通道降压型开关稳压器。 特性 与负载无关的软启动电路 ON / OFF功能 集成脉冲脉冲过流保护 电流模式控制 电路图、引脚图和封装图 发表于 07-29 19:02 • 282次