電子產業(yè)一站式賦能平臺

PCB聯盟網

搜索
查看: 74|回復: 0
收起左側

糟糕!電感飽和了

[復制鏈接]

498

主題

498

帖子

3259

積分

四級會員

Rank: 4

積分
3259
跳轉到指定樓層
樓主
發(fā)表于 2024-9-4 07:44:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
( C  E* K0 X$ E1 m" N4 t# n9 G
點擊上方名片關注了解更多
% w& L1 Q  g# [
/ O+ t1 Y  Y) y4 A; K) B電感飽和的原因2 G+ f6 v( g6 l
先直觀的認識下什么是電感飽和,如圖1:$ s/ E* A; W$ Z- H1 o* S  ~
9 u1 v* F$ ]/ Y2 t$ G, P7 E$ L$ k
圖1' W0 L: P+ K9 _+ o- @' R
我們知道當圖1線圈中通過電流時,線圈會產生磁場;
1 r+ D5 f3 V2 Z6 f+ Z6 Q: T磁芯在磁場的作用下會被磁化,其內部磁疇會慢慢旋轉;
& T7 G  X) |& R8 {/ x當磁芯被完全磁化時,磁疇方向全部和磁場一致,即使再增加外磁場,磁芯也沒有可以旋轉的磁疇了,此時的電感就進入了飽和狀態(tài)。
1 t2 K' D6 G9 ~8 E9 X. u
從另一個角度來看,如圖2所示的磁化曲線,磁通密度B與磁場強度H之間滿足圖2中右側公式:
- n2 B' l% i8 `* U! ^5 H8 X當磁通密度達到Bm時,磁通密度不再隨磁場強度的增大而大幅度增大,此時電感達到飽和。1 v% }$ H3 Q% ]* ~% A2 p# m
由電感與磁導率μ的關系式可知:
2 A) l% R$ w" y3 A  T3 Y當電感飽和后,μ會大幅度減小,最終導致電感量大幅降低,失去抑制電流的能力。
$ N! f; D( J/ w, j7 A& _
- |5 E6 j5 T9 P  O; @7 J
! V# e( w" R% B* _
圖2
9 R% ^6 ]2 d, q0 Y* n1 v2 l  u& t6 C3 i1 V8 C9 e
判斷電感飽和的訣竅
& l( P/ ]! s- D( m在實際應用中有沒有判斷電感飽和的訣竅呢?1 H6 H- N; S5 I- ]
可以總結為兩大類:理論計算和實驗測試。* R9 }$ \1 q" g# _) D
理論計算可從最大磁通密度和最大電感電流入手;
9 X- F' o. P: Z  Y4 _2 \實驗測試主要關注電感電流波形和一些其他初步判斷方法。
# H" n8 y; W4 a
/ @7 t3 z7 g  F2 k4 I: i3 O

6 p: O8 U8 s( l, B. p" r9 p4 G
下面就一一介紹這些方法。0 {2 a5 P" B. D  Z4 g% t& X# {* U* K
計算磁通密度2 }. k6 j8 g# B3 J  F
此方法適用于利用磁芯來設計電感的場景。磁芯參數包括磁路長度le,有效面積Ae等。磁芯的型號還決定了相應的磁材牌號,磁材對磁芯損耗,飽和磁通密度等做了相應規(guī)定。, u4 u0 P" b# n7 a5 O# d

* A7 F7 b- P7 O& K& E
7 m: D5 C" t7 q/ K7 c! h3 q: X( J有了這些材料,我們就能根據實際設計情況來計算最大磁通密度,公式如下:& K, @' I3 X) V7 P
% W7 E$ u# r( A: g

' h' b) K; F  B, w實際中可簡化計算,用ui來代替ur;最后與磁材飽和磁通密度相比較,就能判斷設計的電感是否有飽和的風險。  u' ?2 s! e( x6 L- ?. x
計算最大電感電流  L# s& ]" D/ s3 M3 P
此方法適用于直接利用成品電感來設計電路。4 H- ?/ ^2 z# I+ e# s5 u( U
不同的電路拓撲對電感電流計算有不同的公式。3 y' v2 @$ W2 @; c6 B
以Buck芯片MP2145為例,可以按照如下公式計算,將計算結果與電感規(guī)格值相比較就能判斷電感是否會飽和。
5 M, h! v6 t! \) ~3 d
" O# ~% {; c; o0 U: f( ~  c: Z, n  w# _! p* o. f5 o
通過電感電流波形判斷& c9 ^  x! B; L; L
此方法也是工程實際中最常見和最實用的的方法。
4 o" l/ e: N; K$ Q還是以MP2145為例,使用MPSmart仿真工具進行仿真,從仿真波形可以知道,當電感沒有飽和時,電感電流是一個斜率一定的三角波,當電感飽和時電感電流波形會有一個明顯畸變,這是由于飽和后感量降低造成的。
" E: y, V  @# ?" \0 d% P! N! ]
7 b4 {( G% q1 ^, }* P( A6 v  k' n2 V. U  [
我們在工程實際中就可以基于此觀察電感電流波形是否存在畸變,來判斷電感是否飽和。
8 j8 l0 n7 w$ [. {下面是在MP2145 Demo板上實測波形,可以看到飽和后有明顯的畸變,與仿真結果一致。) N8 Q9 e3 ^3 l  }9 G
* s8 L; [: J7 i$ a

6 I; v; g. h9 N測量電感是否異常升溫,聽是否有異常嘯叫
$ U5 {9 ^7 X5 s* d# e; X2 q2 ]  o; @在工程實際中還有很多情況,我們可能不能準確知道磁芯型號,也很難知道電感飽和電流大小,有時候也不能方便的測試電感電流;這時候我們還可以通過測量電感是否有異常溫升,或者聽是否有異常嘯叫等手段來初步判斷是否發(fā)生了飽和。
& }, [8 b9 A$ o& j , Y/ G2 G2 f8 t$ y% U$ v+ O0 f
到此判斷電感飽和的幾個小訣竅已經介紹完了。希望對大家有所幫助。6 v) {/ o: ^2 a, h! S' J/ H

% x0 S& A% n- ?( p # ^1 A/ ]5 @4 ~
聲明:
1 F6 P- Z  B' D9 A聲明:文章來源網絡。本號對所有原創(chuàng)、轉載文章的陳述與觀點均保持中立,推送文章僅供讀者學習和交流。文章、圖片等版權歸原作者享有,如有侵權,聯系刪除。投稿/招聘/推廣/宣傳/技術咨詢 請加微信:woniu26a推薦閱讀▼' h) e/ b0 C/ @7 C  Y# U" u
電路設計-電路分析+ A5 l% K5 J; m3 v9 {
emc相關文章
% }7 V- A2 ^0 p9 R電子元器件
, z" Y5 [5 O- {- B4 J. S
后臺回復“加群”,管理員拉你加入同行技術交流群。
回復

使用道具 舉報

發(fā)表回復

您需要登錄后才可以回帖 登錄 | 立即注冊

本版積分規(guī)則

關閉

站長推薦上一條 /1 下一條


聯系客服 關注微信 下載APP 返回頂部 返回列表