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“額定電流” --貼片功率電感選型的誤區

本文主要以風華高科CMP系列大電流貼片電感(疊層功率電感)為例,通過對比日本村田、TDK、太陽誘電等品牌疊層功率電感的核心參數,回答了部分工程師在功率電感額定電流選擇時的一些困惑和疑問,對由此造成的設計隱患給予了明確的介紹。本文由風華高科原廠直接授權代理商-南京南山半導體有限公司技術部提供。如有疑問,歡迎通過郵件TECH@nscn.com.cn 或致電:025-52188228-8016。以下為正文:


貼片功率電感(鐵氧體大電流電感)到底是應該按照慣例標溫升電流作為額定電流還是飽和電流作為額定電流?

功率電感(鐵氧體大電流電感)一種新發展起來的產品,其在電路中工作承受的實際工作電流比常規的高頻信號用濾波電感會大得多.這種大電流工作條件下工作,要求功率電感本身不會隨著電流的增加或減少發生過早飽和從而導致電感量下降過大造成電感性能惡化。功率電感應用DC-DC以及AC-DC等開關電源電路作為儲能和濾波使用,其本身不僅要考量電感在電路中發熱量隨電流變化的情況,同時也要考量其動態電感量隨電流變化的情況,從而確保功率電感在電路工作時不會因為在電路工作電流范圍內出現飽和?;谌缟显蛐滦凸β孰姼衅漕~定電流應該按照傳統功率電感的慣例標準定義其額定電流(即功率電感的額定電流取飽和電流Isat和溫升電流Irms兩者中較小的一個為標準)。
以下還是以2520系列中的4.7uH疊層功率電感為例對比說明業界目前對電感器額定電流Irat、飽和電流Isat以及溫升電流Irms標識狀況。
                 疊層功率電感(鐵氧體大電流電感)參數比對表

疊層功率電感(大電流貼片電感額定電流參數對比表)
現狀會誤導工程師選型,產生隱患;
  目前有相當部分疊層功率電感生產廠家對其產品額定電流規格都是沿用傳統信號濾波處理用疊層電感額定電流標準來定義,其根據電感的溫升電流值來定義其額定工作電流。這種情況下產品設計工程師往往會按照傳統功率電感選型經驗并根據供應商電感規格書上定義的額定電流值來衡量其實際電路中的額定工作電流,這樣一來很可能會導致因電感飽和電流低于電路的實際工作電流,會存在如下隱患:
   A). 電感實際工作時因電流過大導致飽和,引起電感量下降幅度過大造成電流紋波超出后級電路最大允許規格范圍造成電路干擾,從而無法正常工作甚至損壞;
   B).電路中實際工作電流超過電感的飽和電流有可能會因電感飽和電感量下降產生機械或電子噪音;
   C).電路中實際工作電流超過電感的飽和電流會導致因電感飽和,其電感量下降引起電源帶負載時輸出電壓&電流不穩定,造成其它單元電路系統死機等不穩定異常情形;
D).電感額定電流(包括飽和和溫升電流)選擇余量不足會導致其工作時表面溫度過高、整機效率降低、加速電感本身或整機老化使其壽命縮短.

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