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2 B* R) E9 ?8 z3 p
點(diǎn)擊上方名片關(guān)注了解更多 k8 | V& U3 W8 F
, K I: l" g9 ^) ^3 ^電感飽和的原因
" _5 T% F4 y7 n" Y1 n" j先直觀的認(rèn)識(shí)下什么是電感飽和,如圖1:8 f8 {& ~$ E! _" q7 T3 }
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j& I6 \. S% _+ @1 B& Y5 m& N3 j圖1
+ q. S. e, [! P$ y: [我們知道當(dāng)圖1線圈中通過電流時(shí),線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng); E7 V1 w6 e4 I {
磁芯在磁場(chǎng)的作用下會(huì)被磁化,其內(nèi)部磁疇會(huì)慢慢旋轉(zhuǎn);3 {! v3 i. v2 `' T( l- H
當(dāng)磁芯被完全磁化時(shí),磁疇方向全部和磁場(chǎng)一致,即使再增加外磁場(chǎng),磁芯也沒有可以旋轉(zhuǎn)的磁疇了,此時(shí)的電感就進(jìn)入了飽和狀態(tài)。2 Z3 d% M2 i: {
從另一個(gè)角度來看,如圖2所示的磁化曲線,磁通密度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間滿足圖2中右側(cè)公式:3 O9 @/ ^3 O5 P& p$ s+ p
當(dāng)磁通密度達(dá)到Bm時(shí),磁通密度不再隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大而大幅度增大,此時(shí)電感達(dá)到飽和。
/ R' C- ^5 n7 p4 ^9 ^& a由電感與磁導(dǎo)率μ的關(guān)系式可知:4 `) X F3 p) a* a1 h; z& \
當(dāng)電感飽和后,μ會(huì)大幅度減小,最終導(dǎo)致電感量大幅降低,失去抑制電流的能力。
2 \2 H a2 {( b5 Z& }
1 v& t6 A9 h% M( a- T8 H# d
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2 D& x. B3 l( ~3 s' ^圖2
6 I8 A0 G: s& s: d) H# B c1 [8 T, x; U" k" F
判斷電感飽和的訣竅) N# h* |% {+ F/ k" A# P
在實(shí)際應(yīng)用中有沒有判斷電感飽和的訣竅呢?- b- D& g8 ^! Z6 n% \, d/ [
可以總結(jié)為兩大類:理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)試。& E: P/ t3 w1 b) V
理論計(jì)算可從最大磁通密度和最大電感電流入手;
. G* W6 @( \- p1 T" h4 }' [實(shí)驗(yàn)測(cè)試主要關(guān)注電感電流波形和一些其他初步判斷方法。$ q$ y6 e Z( f$ j( z, y
; M6 \( w3 D) l
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: q9 h9 V! F1 l( Q6 p) K7 ]2 ]4 M' X
5 p- H7 _# ?: A& V0 m& L" s下面就一一介紹這些方法。
7 y+ _5 j& p4 y; m: {計(jì)算磁通密度
$ Z4 y5 V& E: y此方法適用于利用磁芯來設(shè)計(jì)電感的場(chǎng)景。磁芯參數(shù)包括磁路長度le,有效面積Ae等。磁芯的型號(hào)還決定了相應(yīng)的磁材牌號(hào),磁材對(duì)磁芯損耗,飽和磁通密度等做了相應(yīng)規(guī)定。9 T+ R( @# c: m; r. b' O% w
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0 b: |1 S- K4 w I& m- u" m
" [2 \9 u1 A Q, b) a$ I有了這些材料,我們就能根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)情況來計(jì)算最大磁通密度,公式如下: z, I9 `$ N( R( N$ {( f
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1 P, X' \4 g( O: j6 H
3 [4 K7 f7 `, G/ A+ v2 {6 I4 y- r
實(shí)際中可簡(jiǎn)化計(jì)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(shè)計(jì)的電感是否有飽和的風(fēng)險(xiǎn)。. ^8 S3 |8 O5 E9 s" ^2 y. m. b
計(jì)算最大電感電流5 k5 }6 v- w9 s
此方法適用于直接利用成品電感來設(shè)計(jì)電路。* t! f- a# c6 V
不同的電路拓?fù)鋵?duì)電感電流計(jì)算有不同的公式。
8 `' H# V3 o. J& G( d/ G以Buck芯片MP2145為例,可以按照如下公式計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果與電感規(guī)格值相比較就能判斷電感是否會(huì)飽和。0 \* ~1 m1 Q' d' o4 N! H1 |
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) d1 U' S2 J& T1 t, t1 n0 v. n1 ?3 ~/ X; \7 L7 m! {
通過電感電流波形判斷
' ^; X3 Z, q8 G; w此方法也是工程實(shí)際中最常見和最實(shí)用的的方法。( ~9 u ]8 p$ s+ M$ f
還是以MP2145為例,使用MPSmart仿真工具進(jìn)行仿真,從仿真波形可以知道,當(dāng)電感沒有飽和時(shí),電感電流是一個(gè)斜率一定的三角波,當(dāng)電感飽和時(shí)電感電流波形會(huì)有一個(gè)明顯畸變,這是由于飽和后感量降低造成的。4 D: r* Z+ B; ~' L3 V: k
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2 g/ o3 U: }( _9 @: Q
我們?cè)诠こ虒?shí)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。
0 b# h# K. ^) [* S3 H8 X4 W9 s下面是在MP2145 Demo板上實(shí)測(cè)波形,可以看到飽和后有明顯的畸變,與仿真結(jié)果一致。
& p) s( U" N4 n7 d7 L# i
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' N. J" b: L6 X& \' ~' A. i測(cè)量電感是否異常升溫,聽是否有異常嘯叫 `1 W _% M/ M% t' b
在工程實(shí)際中還有很多情況,我們可能不能準(zhǔn)確知道磁芯型號(hào),也很難知道電感飽和電流大小,有時(shí)候也不能方便的測(cè)試電感電流;這時(shí)候我們還可以通過測(cè)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。; Y- K6 Y* ?5 M2 W2 \4 ^! R, T2 V1 Y* L
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8 F- u5 m1 l2 I* t K$ r, y
到此判斷電感飽和的幾個(gè)小訣竅已經(jīng)介紹完了。希望對(duì)大家有所幫助。; _. B) c5 _2 M& v1 I A
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0 ]: h1 R9 N4 F8 b) ^. j8 m0 h# y聲明:文章來源網(wǎng)絡(luò)。本號(hào)對(duì)所有原創(chuàng)、轉(zhuǎn)載文章的陳述與觀點(diǎn)均保持中立,推送文章僅供讀者學(xué)習(xí)和交流。文章、圖片等版權(quán)歸原作者享有,如有侵權(quán),聯(lián)系刪除。投稿/招聘/推廣/宣傳/技術(shù)咨詢 請(qǐng)加微信:woniu26a推薦閱讀▼
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