功率电感参数的基本含义及计算方法

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电源电感功耗计算

电源电感功耗计算

电感损耗包括铁损和铜损。

电感磁芯中的功耗磁滞损耗和涡流损耗。

电感线圈中的功耗介绍。

解决方案:xx定律等数学物理方法计算功耗。

双极性变化的磁通对电感施加变化的正弦电压信号得到磁芯损耗与磁感应强度的关系曲线。

用估算法计算电感总损耗。

众所周知,电感损耗包括两方面:其一是与磁芯相关的损耗,即传统的铁损;其二是与电感绕组相关的损耗,即通常所谓的铜损。

功率电感在开关电源中作为一种储能元件,开关导通期间存储磁能,开关断开期间把存储的能量传送给负载。

磁滞特性是磁芯材料的典型特性,正是它产生电感磁芯的损耗。

导磁率越大,磁滞曲线越窄,磁芯功耗越小。

电感磁芯中的功耗电感在一个开关周期内由于磁场强度改变产生的能量损耗是在开关导通期间输入电感的磁能与开关断开期间输出磁能之间的差值。

如果用ET代表一个开关周期电感的能量,则:。

根据安培定律:和xx定律:,上述等式中的ET为:。

随着电感电流减小,磁场强度减弱,而磁感应强度从另一回路返回并变小。

在此期间,大部分能量传送给负载,而存储能量和传送能量之间的差值即为损失的能量。

而磁芯由于磁滞特性引起的功耗是上述能量损耗乘以开关频率。

该损耗大小与艬n有关,对于大多数铁氧体材质磁芯而言,n介于2.5~3之间。

到目前为止,上述磁芯储能和损耗的推导与结论都基于下列条件:磁芯工作在非饱和区;开关频率在磁芯正常工作范围内。

电感磁芯除了上述的磁滞损耗外,第二种主要损耗是涡流损耗。

感应涡流在磁芯中流动将产生I2×R(或V2/R)的功耗。

如果把磁芯想象为一个高阻值元件RC,那么,在RC将产生感应电压,根据法拉第定律,,其中AC为磁芯的有效截面积,因此功耗为:,由此可见,磁芯由于涡流导致的功耗与磁芯中单位时间内磁通变化量的平方成正比。

另外,由于磁通变化量直接与所加电压成正比,所以,磁芯的涡流功耗与电感电压和占空比成正比,即:,其中VL为电感电压,tAPPLIED为一个开关周期(TP)中开关的导通(ON)或截止(OFF)时间。

电感计算方法

电感计算方法

电感计算方法电感在电路中的选择(注:只有充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作用,才能更优的设计DC/DC电路。

本文还包括对同步DC/DC及异步DC/DC概念的解释。

)简介在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。

工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。

本文专注于解释:电感上的DC电流效应。

这也会为选择合适的电感提供必要的信息。

理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。

虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。

在降压转换中(Fairchild典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC输出电压。

另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。

在状态1过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。

在状态2过程中,电感连接到GND。

由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。

如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。

现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。

在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。

对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。

相反,在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。

对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。

我们利用电感上电压计算公式:V=L(dI/dt)因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。

通过电感的电流如图2所示:通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。

上图也称为纹波电流。

根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流:其中,ton是状态1的时间,T是开关周期(开关频率的倒数),DC为状态1的占空比。

功率电感器的使用方法

功率电感器的使用方法

功率电感器的使用方法功率电感器是一种用于测量电路功率的仪器。

它能够将电路中的功率转化为电信号输出,通过测量这个输出信号的大小来确定电路的功率。

功率电感器有着广泛的应用领域,包括电力系统、工业生产、科研实验等。

使用功率电感器的方法如下:1. 首先,确定测量的电路类型和参数。

在使用功率电感器之前,需要明确测量的电路类型,例如交流电路还是直流电路,以及电路的电压、电流等参数。

这些参数对于选择合适的功率电感器至关重要。

2. 选择合适的功率电感器。

根据测量电路的参数,选择合适的功率电感器。

功率电感器根据测量范围和精度的不同,分为多种型号和规格。

在选择时,需要考虑电路的功率范围、频率范围以及测量精度等因素。

3. 连接电路和功率电感器。

将功率电感器与待测电路正确连接。

通常情况下,功率电感器需要与电路的电压源和负载之间串联连接。

确保连接正确无误,避免短路或开路等情况。

4. 调整功率电感器的测量范围和零点校准。

根据待测电路的功率范围,调整功率电感器的测量范围。

并且,在测量之前,需要对功率电感器进行零点校准,确保测量结果的准确性。

5. 进行功率测量。

在连接和校准完成后,可以开始进行功率测量。

根据功率电感器的输出信号,可以得到电路的功率数值。

在测量过程中,需要注意电路的稳定性,避免外界干扰对测量结果产生影响。

6. 记录和分析测量结果。

在完成功率测量后,需要及时记录测量结果。

可以使用笔记本、电脑或其他记录工具,将测量结果进行保存。

同时,对测量结果进行分析和比较,以便进一步了解电路的性能和工作状态。

7. 注意安全事项。

在使用功率电感器时,需要注意安全事项。

避免触碰电路和功率电感器的高压部分,确保操作人员的人身安全。

另外,要注意使用过程中的温度和湿度等环境因素,避免对功率电感器的测量准确性产生影响。

功率电感器是一种重要的电力测量仪器,可以用于测量电路的功率。

使用功率电感器时,需要选择合适的型号和规格,正确连接电路和功率电感器,进行测量范围和零点校准,进行功率测量,并记录和分析测量结果。

功率因数详解

功率因数详解

功率因数功率因数(Power Factor是衡量电气设备效率高低的一个系数。

它的大小与电路的负荷性质有关, 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。

功率因数低,说明无功功率大, 从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。

关于功率因数的讨论网上也有不少文章,但很多人仍然对一些概念存有误解,这将为系统的设计带来诸多危害,有必要在此再加以澄清。

一、功率因数的由来和含义在电子领域的负载有三个基本品种:电阻、电容和电感。

电阻是消耗功率的器件,电容和电感是储存功率的器件。

日常所用的交流电在纯电阻负载上的电压和电流是同相位的,即相位差q = 0°,如图1(a)所示;交流电在纯电容负载上的电压和电流关系是电流超前电压90°(q =90°),如图1(b)所示;交流电在纯电感负载上的电压和电流关系是电流滞后电压90°(q = -90°),如图1(c)所示。

图1 不同性质负载上的电流电压关系功率因数的定义是:(1)在电阻负载上的有功功率就是视在功率,即二者相等,所以功率因数F=1。

而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90°,所以所以功率因数F=cosq = cos90°=0,即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零。

从这里可以看出一个问题,同样是一个电源,对于不同性质的负载其输出的功率的大小和性质也不同,因此可以说负载的性质决定着电源的输出。

换言之,电源的输出不取决于电源的本身,就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。

从上面的讨论可以看出,功率因数是表征负载性质和大小的一个参数。

而且一般说一个负载只有一种性质,就像一个人只有一个身份证号码一样。

这种性质的确定是从负载的输入端看进去,称为负载的输入功率因数。

一个负载电路完成了,它的输入功率因数也就定了。

比如UPS作为前面市电或发电机的负载而言,比如六脉冲整流输入的UPS,其输入功率因数就是0.8,不论前面是市电电网还是发电机,比如要求输入100kVA的视在功率,都需要向前面的电源索取80kW的有功功率和60kvar的无功功率。

电感和感应电动势的计算

电感和感应电动势的计算
应用法拉第电磁感应定律
利用法拉第电磁感应定律,即感应电动势等于磁通量变化率的负值 ,可以计算出单一导体在变化磁场中的感应电动势。
注意导体有效长度
在计算过程中,需要注意导体在磁场中的有效长度,因为感应电动 势与导体有效长度成正比。
线圈在均匀辐射磁场中感应电动势求解
确定线圈参数
需要确定线圈的匝数、半径、面积等参数,以便进行后续 计算。
应用法拉第电磁感应定律
同样利用法拉第电磁感应定律,可以计算出线圈在均匀辐 射磁场中的感应电动势。此时,需要将线圈视为多个单一 导体的组合。
考虑线圈自感效应
在计算过程中,还需要考虑线圈自感效应对感应电动势的 影响。自感效应会使感应电动势减小,因此需要进行修正 。
线圈在交变磁场中感应电动势求解
确定交变磁场参数
电感和感应电动势的计算
汇报人:XX 20XX-02-06
目录
• 电感基本概念与性质 • 感应电动势产生机制 • 电感计算方法探讨 • 感应电动势计算技巧分享 • 实验验证与数据分析 • 总结回顾与展望未来发展
01
电感基本概念与性质
电感定义及物理意义
电感定义
电感是指导体在磁场中有效面积及导 体在磁场中作垂直方向运动所形成的 磁通量变化时,会产生电动势从而阻 碍电流变化的特性。
绕线电感器
采用绕线工艺,可制成大功率 电感器,适用于电力电子电路

磁场能量储存原理
磁场能量
当线圈中流过电流时,会在周围 产生磁场,磁场能量与电流的平 方成正比,与线圈的电感量成正 比。
能量储存
当线圈中的电流发生变化时,磁 场能量也会随之变化,电感器通 过储存和释放磁场能量来平滑电 流变化。
影响因素及参数选择

高考物理必考知识点详解—互感和自感

高考物理必考知识点详解—互感和自感

高考物理必考知识点详解—互感和自感互感和自感是电工学中非常重要的概念,它们是电子电路中起着关键作用的基本参数。

它们共同决定了电子电路中电压、电流和功率的响应,并控制着电子电路性能。

一般来说,互感是英文Inductance的缩写,它含义是一个电路中能够诱发一个激励电场产生一个电磁感应电场的电气特性,它表示传递电路的感应性。

通常情况下,互感也称作电感,它通常是一个电感器,有一个线圈和一个电子器件,其受到的外部电源的影响,产生一个感应电流和电压,这与环的匝数有关。

电感的表示一般使用L开头的单位:感度(Henry,H)或纳秒(Nano,Ln)。

自感是英文Capacitance的缩写,它是电路中能够出现电容性现象的特殊性质。

它表示电路中一个电容器的容量大小,也可以表示一个电容器部分或全部电路分立元件彼此之间的电容量。

自感作为一个电路参数,可以提供一种方式来应用电容到电路中,它根据电路中两个相距较近的电极之间的距离而不同。

电容的表示一般使用C开头的单位:法拉(farad, F)或皮法拉(pF)。

实际上,互感和自感通常是必需的,它们是两个重要的概念,任何电子电路都需要这两个参数,以保证其功能正常。

互感和自感电路参数具有高度的易变性,能够根据电路中电磁场的变化而变化。

电容和电感的当量(i.e.对于电路的同等影响)是一种重要的参数,它通常表示电路中电感和电容的综合,能够提供一种计算电路参数的捷径。

高考考试中常考互感和自感的内容涉及到电容和电感的定义、共振、交流电路的参数等。

其中,电容和电感线圈的定义在于电路中介绍使用了大量的电感和电容参数;电路中电感和电容的共振说明了电路可以实现自动激励,从而提高频率增益;电路参数是指电路由电容、电感和参考阻塞电路构成的参数,它们可以有效地控制着信号的强度和方向。

高考中使用此种参数,以显示某一特定电路中电容和电感的关系,也显示了微弱的利用参数,以实现特殊的功能,如减小噪音等。

总之,互感和自感是高考物理中的重要内容,考生在备考高考时,应了解电容和电感的概念、特性以及其在电子电路中的作用,从而及时掌握考试的知识点和考点,取得理想的考试成绩。

电感特性参数及含义

电感特性参数及含义

电感器特性参数及意义.表征电感器电器特性的参数,主要有:L、Q、DCR、SRF、IDC,检验其机械特性的方法主要有抗拉压、抗震压、抗冲击、耐高温、耐低温.L: (电感):电流通过导体时,产生符合右手螺旋定则的磁场,这种现象叫电磁感应,简称电感.电感的特性为:不允许电流做瞬间的变化。

电感器(Inductor),凡能产生电感作用的器件统称为电感器;一般电感由线圈构成的,所以又统称电感线圈,为了增加电感量和Q值,并缩小体积,通常在线圈中加入铁粉芯。

电感值,国际单位为:亨利,其英文表示H. 常用单位为: 毫亨(mH) 微亨(μH)表征线圈产生感生电动势的能力.L的定义式为: L=dψ/di (微分表达式)意义: 磁通量相对于电流的变化率.L的计算公式:L=AL*N2L=4πuiN2Ae/le*108Al=4πui*Ae/le*108L:电感值(H)Al:电感系数( nH/ N2)N:线圈匝数(turns)Ae:磁芯有效横截面积(cm2)Le:磁路长度(或平均长度, cm)ui:磁芯材料的初始磁导率.实用经验公式:L1/N12= L2/N22→L1= N12/ N22*L2该经验公式在磁力线尚未饱和时准确度很高,发生磁饱和以后, 该公式失去效用.Q(quality factor):Q值是电感器的质量系数,用来表征电感器储存能量与消耗能量之间的关系.其数学表达式如下:Q值=贮存能量/消耗能量=XL/R=2πf*L/RXL:感抗(Ω)R:电阻(Ω)f:频率(Hz)L:电感值(H)从Q值的定义式中,很明显可以看出: Qd值越高越好,在数字通信电路中,Q值的大小直接影响着数据的传输速度.决定Q值高低的变量有三个, 即是R: 电阻(Ω) f: 频率(Hz) L: 电感值(H) .在稳恒电路中,电感器贮存的磁场能量为:E=½*L*I2E: 能量(J) L: 电感(H) I: 电流(A)上式的意义在于: 它很清楚地告诉我们,在大电流通过时,只有那些L值降低不大的电感器才可以贮存足够多的磁场能量. 这对于我们如何选用磁芯很有帮助.DCR:(Direct Current Resistance) 直流电阻值是构成线圈本身导体的电阻.若已知线径.线长和线材电阻率,则可直接计算其DCR值.DCR=ρ*4L/πd²(Ω)ρ:线材电阻率(Ω*m) L:线长(m) d: 线的直径(m)*.* 需要特别指出的是: DCR的测量值随温度的不同而不同,温度升高时,DCR也增大. 这是因为温度升高时,(所有金属)自由电子的无规则运动速度加快,电子之间的碰撞更加剧烈,使得金属材料的电阻率增大. 所以在测量DCR时必须等线圈恢复至常温.*.* 一般情况下,DCR的标注值以20℃时的测量值为标准.温度每上升1℃,其DCR 值增加0.4%.我们一般希望DCR值越小越好,因为多数情况下,DCR越小,电感器越不容易发热,能够承受更大的电流. 但也偶有特殊.SRF:(Self Resonant Frequency)自共振频率:所有的电感器在其绕组之间存在着电容性,称为分布电容.随频率升高时,电感器的感抗(X L).交流电阻值(R)同时升高,但频率高过某一个极限时,电感器的感抗急剧降低直至消失,而在特性上表现为电容性负载,使电感器发生这种现象的频率点(XL=0),称为该电感器的自共振频率点,即为在此频率之前,电感表现为感性,L>0,在此频率之后表现为容性L<0.电路的设计者在设计电子电路时,特别是高频电路时已经考虑到电路的正常工作频率,从而提出SRF一定要大于某一个限制值,以确保电路正常工作.影响电感器SRF值的因素有:磁芯材质,线径,圈数(L值)IDC:(Rated Current)电流限制值,一般从两个方面考评:一是基于电感值(L)的降低幅度,,标示为IDC1;二是基于正常工作时电感器线圈的温升,标示为IDC2.IDC1:表征磁芯的耐电流特性,在电流增加时,磁芯是否达到饱和状态.发生磁饱和时,L 值急剧下降,失去正常作用,一般情况下,IDC1限值是在L值降低幅度小于等于10%确定的.IDC2:表征线圈可以承受电流的能力,在电流增加时线圈是否会产生大量的热而烧毁. 线圈产生热,是因为线圈本身有电阻, 电流通过时其热功率符合下列表达式:P=I2R当其产生的热量大于其表面能够散发的热量时,线圈温度便会升高. 温度升高时,其表面的散热能力逐步增强,这样一来,总能找到一个温度点,使得线圈产生的热量刚好等于其表面散失的热量,此时,线圈的温度不再升高,开始维持平稳,关键的是我们如何控制这个温度点,使之不至于烧毁线圈.上式中, I适当时, 线圈的温度不需要升高太多(≦40℃)便可以达到热平衡, 这就是我们要寻找的IDC2.也就是线圈能够正常工作时所允许通过的电流限值.考虑一个电感器,除以上5个基本特性参数外,还应考虑到它的使用可靠性.这一点是设计工程师们必须想到的.电感器的使用环境(温度,湿度等)是否恶劣, 是否有酸碱性物质,是否有受摩擦,撞击等外应力的可能性,这些问题考虑之后,决定是否要加装套管,外壳等保护性装臵.样品制作及注意事项为更好地完成制样这一工作,下面是一些样品制作注意事项,供参考。

电感的主要特性参数,电感和磁珠的什么联系与区别

电感的主要特性参数,电感和磁珠的什么联系与区别

电感的主要特性参数,电感和磁珠的什么联系与区别电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件,具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性,频率越高,线圈阻抗越大。

电感器电感量的大小,主要取决于线圈的圈数(匝数)、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等。

而电感是闭合回路的一种属性,即当通过闭合回路的电流改变时,会出现电动势来抵抗电流的改变。

1、具体电感的定义电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。

L=ψ/I2、电感的符号与单位电感符号:L电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH) 、納亨(nH),1H=103mH=106uH=109nH。

3、电感的分类按电感形式分类:固定电感、可变电感。

按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

按工作性质分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

按绕线结构分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。

按工作频率分类:高频线圈、低频线圈。

按结构特点分类:磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。

4、电感的主要特性参数电感量L:表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。

除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。

感抗XL:电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。

它与电感量L和交流电频率f的关系为感抗计算公式:XL=2πfL品质因素Q:表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。

线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。

线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。

线圈的Q值通常为几十到几百。

采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值。

分布电容:线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。

分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。

功率电感参数

功率电感参数

功率电感参数一、功率电感的概念和作用功率电感是电路中常用的元器件之一,用于储存和释放能量。

它主要由线圈和磁芯组成,通过存储磁场能量来实现对电流的调节和稳定。

功率电感在电力系统、电子设备和通信系统中都有广泛的应用。

它的主要作用是:稳定电流、提高功率因数、消除电磁干扰等。

二、功率电感的参数1. 电感值电感值是功率电感的重要参数之一,用于表征其存储能量的能力。

电感值的单位是亨利(H),常用的有毫亨(mH)、微亨(uH)等。

电感值越大,功率电感存储能量的能力就越强。

2. 额定电流额定电流是指在正常工作条件下,功率电感可以承受的最大电流。

它的单位是安培(A)。

选择功率电感时,需要根据电路的负载电流来确定额定电流,以确保功率电感能够正常工作且不过载。

3. 电流损耗电流损耗是功率电感消耗的功率,也称为电感电阻。

它与电感的材料、结构和频率等因素有关。

电流损耗会导致功率电感发热,降低效率。

因此,在选择功率电感时,需要尽量选择电流损耗低的型号。

4. 饱和电流饱和电流是指当电流较大时,功率电感磁芯磁化达到饱和状态的电流值。

饱和电流的大小会影响功率电感的线性范围和功率因数。

通常情况下,选择功率电感时,需要确保电路工作时的电流小于饱和电流,以保证稳定性和性能。

三、功率电感的选择和应用注意事项1. 选用合适的电感值根据电路的需求,选择合适的功率电感电感值非常重要。

过小的电感值会导致电流不稳定,过大的电感值会增加功率电感的体积和成本。

因此,在选择功率电感时,需要根据电路的工作频率、所需电流和预算等因素综合考虑,选择合适的电感值。

2. 注意功率电感的热特性功率电感在工作过程中会产生一定的热量,因此需要注意功率电感的热特性。

选择功率电感时,需要根据工作环境的温度和功率电感的散热设计来确定适当的型号和尺寸,以避免过热而影响其性能和寿命。

3. 调试和测试在使用功率电感时,需要进行调试和测试,以确保其性能和稳定性。

可以通过测量电感值、损耗、饱和电流等参数来评估功率电感的质量。

电感知识:参数、线圈、作用、型号、规格、命名、应用、与磁珠的联系与区别、计算公式、测量、注意事项

电感知识:参数、线圈、作用、型号、规格、命名、应用、与磁珠的联系与区别、计算公式、测量、注意事项

电感知识:参数、线圈、作用、型号、规格、命名、应用、与磁珠的联系与区别、计算公式、测量、注意2017-08-26RFsister创客射频空间电感知识:参数、线圈、作用、型号、规格、命名、应用、与磁珠的联系与区别、计算公式、测量、注意事项一、电感器的定义1.1电感的定义:电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。

当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。

根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。

当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。

由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。

由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。

电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。

总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应。

这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势,称为“自感电动势”。

由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。

1.2电感线圈与变压器电感线圈:导线中有电流时,其周围即建立磁场。

通常我们把导线绕成线圈,以增强线圈内部的磁场。

电感线圈就是据此把导线(漆包线、纱包或裸导线)一圈靠一圈(导线间彼此互相绝缘)地绕在绝缘管(绝缘体、铁芯或磁芯)上制成的。

一般情况,电感线圈只有一个绕组。

变压器:电感线圈中流过变化的电流时,不但在自身两端产生感应电压,而且能使附近的线圈中产生感应电压,这一现象叫互感。

各种电感计算公式

各种电感计算公式

导线线径与电流规格表绝缘导线(铝芯/铜芯)载流量的估算方法 以下是绝缘导线(铝芯/铜芯)载流量的估算方法,这是电工基础,今天把这些知识教给大家,以便计算车上的导线允许通过的电流.(偶原在福建省南平供电局从事电能计量工作) 铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系 导线截面(平方毫米) 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 载流量(A 安培) 9 14 23 32 48 60 90 100 123 150 210 238 300载流是截面倍数 9 8 7 6 5 4 3.5 3 2.5估算口诀:二点五下乘以九,往上减一顺号走。

三十五乘三点五,双双成组减点五。

(看不懂没关系,多数情况只要查上表就行了)。

条件有变加折算,高温九折铜升级。

穿管根数二三四,八七六折满载流。

说明:(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来表示,通过心算而得。

由表5 3可以看出:倍数随截面的增大而减小。

“二点五下乘以九,往上减一顺号走”说的是2.5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线,其载流量约为截面数的9倍。

如2.5mm’导线,载流量为2.5×9=22.5(A)。

从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排,倍数逐次减l ,即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。

“三十五乘三点五,双双成组减点五”,说的是35mm”的导线载流量为截面数的3.5倍,即35×3.5=122.5(A)。

从50mm’及以上的导线,其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组,倍数依次减0.5。

表格为导线在不同温度下的线径与电流规格表。

(请注意:线材规格请依下列表格,方能正常使用)即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍;95、120mm”导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推。

电力系统的参数计算

电力系统的参数计算

电力系统的参数计算随着社会的发展和电力需求的增加,电力系统的建设和运行成为人们关注的焦点。

作为电力系统的基本要素和核心部分之一,电力系统的参数计算对于电网的稳定运行和安全性非常重要。

本文将介绍电力系统的参数计算方法、计算过程以及参数计算的应用。

一、电力系统参数的定义和分类电力系统的参数是指用于描述电力系统特性和性能的各种物理量。

根据不同的需求和目的,电力系统参数可以分为静态参数和动态参数两类。

1. 静态参数:指在稳态条件下,电力系统的各种特性和性能所对应的参数。

主要包括:- 电阻(R):用于描述电路中电流通过时的电阻性质;- 电抗(X):用于描述电路中电流通过时的电抗性质;- 电导(G):用于描述电流通过时的电导性质;- 电纳(B):用于描述电流通过时的电纳性质。

2. 动态参数:指在电力系统发生变化或运行过程中,描述电力系统特性和性能所对应的参数。

主要包括:- 暂态电阻(Rt):用于描述电力系统在暂态过程中电流通过时的电阻性质;- 暂态电抗(Xt):用于描述电力系统在暂态过程中电流通过时的电抗性质;- 稳态电阻(Rd):用于描述电力系统在稳态过程中电流通过时的电阻性质;- 稳态电抗(Xd):用于描述电力系统在稳态过程中电流通过时的电抗性质。

二、电力系统参数的计算方法电力系统的参数计算是通过测量电网中的各种物理量,并根据相关的理论和公式进行计算得出的。

常用的电力系统参数计算方法包括:1. 电流计算方法:- 欧姆定律:通过测量电压和电阻,利用欧姆定律计算电流大小;- 电压法:通过测量电流和电阻,利用欧姆定律计算电压大小;- 功率法:通过测量电压和电流,利用功率公式计算功率大小。

2. 电阻和电抗计算方法:- 直流电阻计算:利用直流电压和电流的比值计算直流电阻;- 交流电阻计算:利用交流电压和电流实部的比值计算交流电阻;- 电感计算:通过测量交流电路上的电压和电流,利用复数法计算电感大小。

3. 短路电流计算方法:- 对称分量法:通过对称分量的计算,将不对称短路电流转化为对称短路电流进行计算;- 滑差法:通过测量转子滑差,利用滑差法计算短路电流。

贴片功率电感的大参数

贴片功率电感的大参数

贴片电感,英语:Chip inductors,又称为功率电感、大电流电感和表面贴装高功率电感。

具有小型化,高品质,高能量储存和低电阻等特性。

功率贴片电感是分带磁罩和不带磁罩两种,主要由磁芯和铜线组成。

在电路中主要起滤波和振荡作用。

贴片电感的主要参数有电感量、允许偏差、分布电容、额定电流及品质因数等。

1.电感量空载测量(理论值)和在实际电路中的测量(实际值)。

由于电感使用的实际电路过多,难以类举。

只有在空载情况下的测量加以解说。

电感量的大小,主要取决于电感线圈的圈数(匝数),绕制方式,有无磁心及磁心的材料等决定。

通常情况下,线圈圈数越多,绕制的线圈越密集,电感量就越大。

有磁心的线圈比无磁心的线圈的电感量大。

磁心导磁率越大,电感量也就越大。

所以电感量是有很多因素来决定它的大小。

电感量的基本单位是亨利(简称亨),用字母“H”表示。

常用的单位还有毫亨(mH)和微亨(μH),它们之间的关系是:1H=1000mH;1mH=1000μH2.允许偏差电感量单位后面用一个英文字母表示其允许偏差,各字母所代表的允许偏差见下表。

例如:560uHK表示标称电感量为560uH,允许偏差为土10%,文字符号为法文字符号法,是将电感器的标称值和允许偏差值用数字和文字符号按—定的规律组合标志在电感体上。

采用这种标示方法的通常是一些小功率电感器其单位通常为nH或pH,用N或R代表小数点。

例如:4N7表示电感量为4.7nH,4R7则代表电感量为4.7uH;47N表示电感量为47nH,6R8表示电感量为6.8uH。

标注的感量与实际感量的允许误差值。

一般用于振荡或滤波线路中的贴片电感要求精度较高,允许偏差为±0.2%~±0.5%;而用于耦合或高频阻流的精度要求不高,允许偏差为±10%~15%。

3.分布电容线圈的匝与匝之间、线圈与磁心之间存在的电容。

分布电容越小,其稳定性越好。

通常将模拟电路区和数字电路区合理地分开,将电源线和地线单独引出,把电源供给处汇集到一点。

电感元件的特性、种类及参数识别方法图文说明

电感元件的特性、种类及参数识别方法图文说明

电感元件的特性、种类及参数识别方法图文说明1. 电感特性电感器,简称电感,是将电能转换为磁能并储存起来的元件,在电子系统和电子设备中必不可少。

其基本特性如下:通低频、阻高频、通直流、阻交流。

也就是说,高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过,而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易地通过它。

电感线圈对直流电的电阻几乎为零。

电感在电路中主要用于耦合、滤波、缓冲、反馈、阻抗匹配、振荡、定时、移相等。

电感在电路原理图中,电感常用符号“L”或“T”表示,不同类型的电感在电路原理图中通常采用不同的符号来表示。

电感器磁心电感器磁芯有间隙的电感器带磁芯连续可调的电感器可调电感器微调电感器图1.15 电感逻辑符号2.电感的容量表示法电感量的基本单位是亨利(H),简称亨,常用单位有毫亨(mH)、微亨(μH)和纳亨(nH)。

他们之间的换算关系为:1H=103mH=106μH=109nH。

(1)直标法直标法是将电感的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感体上,电感量单位后面的字母表示偏差。

如图1.16所示。

图1.16 电感直标法(2)文字符号法文字符号法是将电感的标称值和偏差值用数字和文字符号法按一定的规律组合标示在电感体上。

采用文字符号法表示的电感通常是一些小功率电感,单位通常为nH 或μH。

用μH做单位时,“R”表示小数点;用“nH”做单位时,“N”表示小数点。

图1.17文字符号法(3)色标法色标法是在电感表面涂上不同的色环来代表电感量(与电阻类似),通常用三个或四个色环表示。

识别色环时,紧靠电感体一端的色环为第一环,露出电感体本色较多的另一端为末环。

注意:用这种方法读出的色环电感量,默认单位为微亨(μH)。

图1.18电感色标法色环电感的标注方法基本与色环电阻是一致的,只是从外观上面看上去,色环电感比色环电阻看上去会更加粗一些。

具体请对照下表1.4。

表1.4 电感色标法标称电感量及偏差为22uH,±5%的电感器其色码为:红+红+黑+金;标称电感量及偏差为1.0uH,±10%的电感器其色码为:棕+黑+金+银。

功率计算方法

功率计算方法

功率计算方法功率是描述能量转化速率的物理量,是衡量电路、机械设备、热力系统等的重要参数。

在工程领域中,对功率的准确计算和分析是非常重要的。

本文将介绍几种常见的功率计算方法,帮助读者更好地理解和应用功率计算。

1. 电路中的功率计算。

在电路中,功率的计算是非常常见的。

对于直流电路,功率的计算可以通过以下公式进行:P = VI。

其中,P代表功率,V代表电压,I代表电流。

这是最基本的功率计算公式,通过测量电压和电流,就可以得到电路中的功率大小。

对于交流电路,功率的计算稍微复杂一些,需要考虑电压和电流之间的相位差。

在交流电路中,功率的计算公式为:P = VIcosθ。

其中,P代表功率,V代表电压,I代表电流,θ代表电压和电流之间的相位差。

在实际应用中,可以通过示波器等仪器来测量电压和电流的相位差,进而计算功率大小。

2. 机械设备中的功率计算。

在机械设备中,功率通常指的是机械功率,即设备输出的功率。

机械功率的计算可以通过以下公式进行:P = τω。

其中,P代表功率,τ代表扭矩,ω代表角速度。

扭矩是描述力矩的物理量,可以通过测量力矩和角速度来计算机械设备的功率大小。

3. 热力系统中的功率计算。

在热力系统中,功率的计算通常涉及到热能转化。

对于热力系统中的功率计算,可以通过以下公式进行:P = Q/t。

其中,P代表功率,Q代表热能,t代表时间。

在热力系统中,可以通过测量热能的变化和时间来计算功率大小。

4. 综合应用中的功率计算。

除了以上介绍的几种情况外,功率的计算在工程领域中还有许多其他应用。

例如在光学系统中,可以通过光强和光通量的测量来计算光功率;在化工系统中,可以通过化学反应的热能变化来计算化学反应的功率。

在实际工程中,需要根据具体情况选择合适的功率计算方法,并结合实际测量数据进行计算分析。

总结。

功率计算是工程领域中非常重要的一部分,准确的功率计算可以帮助工程师分析系统性能、优化设备设计,并指导工程实践。

本文介绍了电路中、机械设备中、热力系统中和综合应用中的功率计算方法,希望能够帮助读者更好地理解和应用功率计算。

dcdc的参数及使用注意事项(电感储能型)

dcdc的参数及使用注意事项(电感储能型)

一、常用指标。

1,开关频率。

开关频率F=1/T=1/(T ON + T OFF).开关频率低,由于开和关的时间都比较长,因此为了输出不间断的需要,需要把电感值加大点,这样可以让电感可以存储更多的磁场能量。

同时,由于每次开关比较长,能量的补充更新没有如频率高时的那样及时,从而电流也就会相对的小些。

更高频率DCDC有很多优势。

目前开关频率已达到数百KHz甚至上千KHz,开关频率的提高,会使脉冲变压器、滤波电感、电容的体积、重量都大大减小。

频率越高,所需要的电感的感值就越小,电感线圈的圈数越少,直流阻抗越低。

频率越高,所需要的电容的容值就越小,电容的体积越小。

开关频率提高,也会使瞬时响应更快。

高频率也会带来一些缺点。

主要缺点就是效率会降低,热耗散也会增加。

开关频率的倍频会对射频系统造成干扰。

2,纹波系数和噪声。

DCDC开关电源工作在高频开关状态,会产生传导干扰和辐射干扰。

如无特别要求,一般纹波电流控制在不超过平均电感电流的两成。

Buck降压型DCDC的纹波系数为:可知,要想降低纹波电压ΔV O,除与输出电压有关外,增大储能电感L和滤波电容C可以起到显著效果,提高半导体开关电源器件的工作频率也能收到同样的效果。

Boost升压型DCDC的纹波系数为:可知,要想降低纹波电压ΔV O,除与输出电压有关外,增大滤波电容C可以起到显著效果,提高半导体开关器件的工作频率也能收到同样的效果。

Buck-Boost升降压型DCDC的纹波系数为:电感储能型DC/DC是电源噪声和开关辐射噪声(EMI)的来源。

宽带 PFM 电感式 DC/DC 变换器会在宽频带内产生噪声。

可采取提高电感式DC/DC变换器的工作频率,使其产生的噪声落在系统的频带之外。

电荷泵不使用电感,因此其 EMI影响可以忽略。

泵输入噪声可以通过一个小电容消除。

3,输入电压。

电感式DC/DC 变换器的最小输入电压可以做的较小,比如电池供电专用电感式DC/DC 变换器可在低至1V甚至更低的电压下启动工作,因此非常适合用于单节电池供电的电子设备。

什么是功率电感

什么是功率电感

功率电感是什么一、定义功率电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,功率电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。

二、作用(1)阻流作用:线圈中的自感电动势总是与线圈中的电流变化相对抗。

主要可分为高频阻流线圈及低频阻流线圈。

(2)调谐与选频作用:电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路。

即电路的固有振荡频率f0与非交流信号的频率f相等,则回路的感抗与容抗也相等,于是电磁能量就在电感、电容之间来回振荡,这就是LC回路的谐振现象。

谐振时由于电路的感抗与容抗等值又反向,因此回路总电流的感抗最小,电流量最大(指f=f0的交流信号),所以LC谐振电路具有选择频率的作用,能将某一频率f的交流信号选择出来。

三、特点一般电子线路中的电感是空心线圈,或带有磁芯的线圈,只能通过较小的电流,承受较低的电压;而功率电感也有空心线圈的,也有带磁芯的,主要特点是用粗导线烧制,可承受数十安,数百,数千,甚至于数万去安。

四、主要参数:1、电感量:电感器的属性。

电感量越大储能效果越好,纹波越小;但是电感量越大,要求尺寸就越大,他的DCR增加,分压就越多,影响电源供电;而电感量小时储能、滤波效果会变差。

所以选择功率电感是应多方面考虑。

2、电感量公差:实际电感量相对于标称电感量所允许的公差。

3、额定电流(DC):功率电感器的额定电流有"基于自我温度上升的额定电流"和"基于电感值的变化率的额定电流"两种决定方法,分别具有重要的意义。

"基于自我温度上升的额定电流"是以元件的发热量为指标的额定电流规定,超出该范围使用时可能会导致元件破损及组件故障。

与此同时,"基于电感值的变化率的额定电流"是以电感值的下降程度为指标的额定电流规定,超出该范围使用时可能会由于纹波电流的增加而导致IC控制不稳定。

电感温升与损耗的计算公式

电感温升与损耗的计算公式

电感温升与损耗的计算公式电感温升和损耗的计算是在电感元件中流过电流产生的,这些计算可以通过欧姆定律和功率公式来完成。

首先,我们需要了解一些基本公式和定义:1.欧姆定律:欧姆定律描述了电流,电压和电阻之间的关系。

根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻。

其数学公式为:I=V/R,其中I代表电流,V代表电压,R代表电阻。

2.电压和电流的相位差:电流和电压之间可能存在相位差,即电流的波形与电压波形之间存在一定的时间差。

这可能是由于电感元件的自感导致的。

3.电感元件的功率公式:电感元件的功率可以通过电流和电压的乘积计算得到。

其数学公式为:P=I*V,其中P代表功率,I代表电流,V代表电压。

4.热损耗:电感元件中的电流会导致电感元件发热。

这种发热被称为热损耗。

热损耗可以通过电流的平方乘以电感元件的电阻来计算得到。

有了这些基本公式和定义,现在我们来讨论电感温升的计算。

电感温升的计算是通过计算热损耗来完成的。

热损耗可以通过电流的平方乘以电感元件的电阻来计算。

然而,由于电感元件常常是线圈,因此电感元件的电阻通常较小,难以直接测量。

因此,我们可以通过另一种方法来计算电感温升。

在实际中,我们经常使用工作曲线法来计算电感温升。

该方法通过测量电感元件的温度随时间的变化来计算电感温升。

具体步骤如下:1.将电感元件连接到一个电源上,并让电流通过电感元件。

在这个过程中,要注意保持电压和电流的稳定。

2.使用一个温度计或热敏电阻来测量电感元件的温度。

将测得的温度与时间记录下来。

3.根据测得的温度随时间的变化曲线,我们可以估计电感元件的温升。

4.使用以下公式计算电感温升:ΔT=(T2-T1)/t,其中ΔT代表电感温升,T2代表最终测得的温度,T1代表初始温度,t代表测量时间。

除了使用工作曲线法外,我们还可以根据电感元件的额定参数来计算电感温升。

1.使用电感元件的额定电流以及其温升系数来计算电感温升。

温升系数是指在电流为额定电流时,每单位时间温度升高的比率。

lc电路的有效功率

lc电路的有效功率

lc电路的有效功率LC电路是一种由电感和电容组成的电路,它在电子工程中有着广泛的应用。

在LC电路中,有效功率是一个重要的参数,它描述了电路中的能量转换效率。

本文将围绕LC电路的有效功率展开讨论,探讨其含义、计算方法以及影响因素。

我们来了解一下什么是有效功率。

有效功率是指在电路中实际转化为有用功的功率,也就是电路中真正用于驱动负载的功率。

在LC电路中,有效功率通常是指电感和电容之间的能量转换效率。

LC电路是一种振荡电路,其主要由电感和电容组成。

在振荡过程中,电感和电容之间会相互转换能量,而有效功率就是描述这种能量转换效率的指标。

那么,如何计算LC电路的有效功率呢?一般来说,LC电路的有效功率可以通过测量电感和电容两端的电压以及电流来计算。

通过测量得到的电流和电压值,可以利用功率的定义公式P=UI计算得到LC电路的瞬时功率。

然后,将瞬时功率进行时间平均,即可得到LC电路的有效功率。

LC电路的有效功率不仅与电感和电容的数值有关,还与电路的频率、负载情况等因素有关。

首先,电路的频率会对有效功率产生影响。

在LC电路中,频率的变化会导致电感和电容之间能量转换的效率发生变化,从而影响到有效功率的大小。

当电路的频率与电感和电容的共振频率相匹配时,有效功率会达到最大值。

其次,负载情况也会对有效功率产生影响。

不同的负载情况下,电感和电容之间的能量转换效率会有所不同,从而导致有效功率的大小不同。

除了频率和负载情况,LC电路的有效功率还受到电路的损耗等因素的影响。

在实际电路中,由于电感和电容元件的内部电阻等因素,会导致能量的损耗,从而降低了有效功率的大小。

因此,在设计和应用LC电路时,需要考虑这些因素,以提高电路的能量转换效率和有效功率。

LC电路的有效功率是描述电路能量转换效率的重要指标。

通过测量电路中的电流和电压,可以计算得到电路的有效功率。

而电路的频率、负载情况以及损耗等因素都会对有效功率产生影响。

因此,在设计和应用LC电路时,需要综合考虑这些因素,以提高电路的能量转换效率和有效功率。

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功率电感参数的基本含义
电感是什么?
电感是一种电路元件,它可以在自身磁场中储存能量。

电感通过储存将电能转换为磁能,然后向电路提供能量以调节电流。

当电流增加,磁场就会增强。

图1 展示了电感模型。

图1: 电感的电气模型
电感是采用绝缘线绕成线圈形成的。

线圈可以是不同的形状和尺寸,也可以使用不同的芯材缠绕。

电感的大小则取决于匝数、磁芯尺寸和磁导率等多种因素。

图 2 显示了关键的电感参数。

图2: 电感参数
表1 显示了如何计算电感(L)。

表1: 计算电感(L)
公式参数参数描述
µ = µr µ0磁导率
µr相对磁导率(磁芯)
µ0 = 4π10-7磁场常数(真空磁导率)
A M线圈面积(磁场面积)
I M线圈长度(磁场长度)
µ匝数
下面,我们将详细描述常见的电感参数。

磁导率
是材料响应磁通量的能力,也表明了在施加的电磁场中有多少磁通量可以通过电感。

表 2 显示了磁导率对磁通密度(B)的增强。

表2:计算磁通密度(B)
公式参数参数描述
B=µ×H µµ介质的磁导率
HH磁场(取决于几何形状、匝数和电流)
从表2 可以看出,磁通量的浓度取决于磁芯的磁导率和尺寸。

图3 显示了一个没有磁芯的线圈。

图3: 空心线圈
空心线圈的磁导率为常数值(µr air),大约等于1。

图4 显示了一个带磁芯的电感。

当然,有磁芯时,磁场会增强。

图4: 带磁芯的电感
不同磁芯材料的典型磁导率不同。

表3 列出了三种不同芯材的磁导率。

表3:磁芯磁导率
芯材符号磁导率
铁µr FE BASED50 至150
镍锌µr NiZn40 至1,500
锰锌µr MnZn300 至20,000
电感值(L)
电感将感应的电能存储为磁能的能力通过电感值来体现。

在开关输入电压驱动电感的同时,电感要为输出负载提供恒定的直流电流。

表4 显示了电流和电感电压之间的关系。

可以看出,电感两端的电压与电流随时间的变化成正比。

表4:计算电感压降
首先,确定设计需要的电感范围。

要注意,电感值在整个工作条件下并不是
恒定的,它会随着频率的增加而变化。

因此,对具有更高开关频率的应用,
需要特殊考量。

电感制造商通常在100kHz 至500kHz 的频率下测试电感,因
为大多数DC/DC 变换器都在此范围内工作。

电阻(R)
电感的电流电阻会导致散热,从而影响效率。

总铜损中包含了R DC 损耗和R AC 损耗。

R DC 与频率无关,始终恒定;R AC 则取决于频率。

表5 显示计算R DC 的方
法。

降低铜损的唯一方法是增大导线面积,即改用较粗的导线,或使用扁线。


用扁线可以使绕组窗口被完全利用,从而带来较低的R DC。

表6 所示为圆线与
扁线的横截面积比较。

表6:圆形与扁线的横截面积比较
直径1mm圆线
1mm x 1mm
(宽/厚)
扁线
表7 对圆线和扁线的特性进行了比较。

表7:圆线与扁线的特性比较
圆线扁线
•电感值更高•电阻(R DC)更高•绕组面积有限,降低了最大电感值
•电阻(R DC)较低
•横截面较小•匝数可以更多•电流较小•绕组窗口可以被完全利用
•匝数较少
•电流更高
使用公式(1) 可以估算电感的直流铜损(P DC):
(P AC)铜损则取决于R AC,它是由频率驱动的邻近效应和趋肤效应引起的。

频率越高,P AC 铜损越高。

磁芯损耗
通常情况下,铁磁材料已可以满足磁芯电感所需的磁特性。

根据磁芯材料
的不同,电感的相对磁导率在50 至20000 之间。

当施加磁场时,这种材料的磁畴结构会产生反应;而没有磁场时,磁矩方向是随机的。

当磁能量变化时,会产生磁芯损耗。

磁畴沿磁场方向定向磁矩。

随着磁畴的扩大和缩小,部分磁畴会卡在晶体结构中。

一旦卡住的磁畴能够旋转,能量就会以热量的形式消散。

纹波电流(∆I
L)
纹波电流(∆I L) 指一个开关周期内电流的变化量。

电感在其峰值电流范围之外可能无法正常工作。

电感的纹波电流通常设计为在I RMS 的30% 至40% 范围之内。

图5 所示为电感电流的波形。

图5: 电感电流波形
额定电流(I
DC, I RMS)
额定电流是指使电感温度升高规定的量所需的直流电流。

温升(ΔT) 不是一个标准值,但通常在20K 至40K 之间。

额定电流在环境温度下测量得到。

其值通常在电感数据手册中提供,是最终应用的预期电流值。

对于环境温度较高的应用,设计人员应选择自热温度较高的电感。

图6 体现了温升与额定电流之间的关系。

该曲线可用于确定任意温升对应的电流值。

图6: 电感的额定电流曲
线
在一个应用中,工作温度(T OP) 由环境温度(T AMB) 和电感的自热值(ΔT)决
定。

T OP 可以通过公式(2) 来估算:
T OP=T AMB+ΔT
给定额定电流是估计电感温升的最佳方法。

温升还受电路设计、PCB 布局、与其他组件的接近程度以及走线尺寸和厚度的影响。

电感芯体和绕组中产生的过量交流损耗也可能导致额外的热量。

如果需要较低自发热,则需选用封装尺寸较大的电感。

饱和电流(I
SAT)
饱和电流额定值是指,在标称电感下降规定的百分比之前,电感可以支持
的直流电流。

每个电感的参考百分比电感下降值都是唯一的。

通常,制造商将该值设置在20% 到35% 之间,这会使电感的比较变得很困难。

但数据手册通常会提供一条曲线,显示电感如何随直流电流变化。

利用这条曲线可以衡量整个电感范围,以及它如何响应直流电流。

直流饱和电流取决于温度和电感磁性材料及其磁芯结构。

不同的结构和磁芯都会影响I SAT 值。

铁氧体磁芯是最常见的,其特点是具有硬饱和曲线(见图7)。

确保电感不会在感量下降点之外工作至关重要;因为超过该点,感量会急剧下降,功能性也会降低。

合成塑封电感在温度变化时感量下降稳定,具有软饱和特性。

由于其感量逐渐下降,因此可以为设计人员提供了更大的灵活性和更宽的工作范围。

图7 显示了两条饱和曲线。

蓝色曲线为典型的合成塑封电感软饱和示例;红色曲线为典型的NiZn/MnZn 鼓芯电感硬饱和示例。

图7: 电感饱和电流曲线
小感量(或大封装尺寸)的电感可以处理更高的饱和电流。

自谐振频率和阻抗
电感的自谐振频率(f R) 是电感与其自电容谐振的最低频率。

在谐振频率之下,阻抗处于最大峰值,有效电感为零。

图8 显示了电感的电路模型。

图8: 电感电路模型
电感在谐振频率(f R)之前具有电感特性(如图9 中的蓝色曲线所示),因为频率增加,阻抗增高。

在谐振频率下,负容抗(X C) 等于正感抗(X L), ,其值可通过公式(3) 估算:
超过谐振频率之后(如图9 中的红色曲线所示),电感则显现出阻抗减小
的电容特性。

超过这一点之后,电感也不会按预期工作。

图9 显示了感量与频率之间的关系。

图9: 感量和频率之间的关系。

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