之前关于磁珠的博文发表后,有读者留言说电感和磁珠的区别。也看过几篇关于电感和磁珠的文章,觉得有必要写出来,让读者更深入的了解两者的异同。
磁珠在之前的博文里已经详细解释过了。我相信你应该对磁珠有所了解。这里先说电感。
电感是三种最常用的无源元件之一,包括电阻和电容。主要用作功率变换电路中的储能元件,射频电路中的感性负载和噪声滤波元件。
电感器根据生产技术分为卷绕式、薄膜式和叠层式电感器。结构上分为屏蔽和非屏蔽电感;安装方式主要分为表面贴片和穿孔;应用中主要有低频信号、功率和射频电感。材料主要包括磁性材料和非磁性材料,其中磁性材料包括铁氧体和铁基磁粉芯,非磁性材料主要包括非磁性陶瓷,其中铁氧体和铁基磁粉芯电感主要用于低、中、高频,非磁性陶瓷电感主要用于射频应用。
电感的技术指标主要有电感L、DC电阻DCR、饱和电流Isat和温升电流Irms、自谐振频率SRF和品质因数Q等。
这里需要说明的是饱和电流的定义。当流经电感的电流逐渐增大时,磁芯会逐渐进入饱和状态,电感值会逐渐减小。当磁芯完全饱和时,电感值将下降到非常小的值,相当于空心绕组的电感值。饱和电流通常定义为电感下降20%时的电流值。对于下图所示的电感,饱和电流Isat值约为3.6A。一些制造商将饱和电流定义为10%或30%的电感压降。选择不同厂家的电感进行对比时要注意这一点。
电感器的温升电流Irms是指电感器工作时,电感器的温度相对于环境温度上升一定温度时,电感器的工作电流。因为温升与电感消耗的能量有关,而能量又与电流的有效值有关,所以温升电流通常标为Irms。通常情况下,大多数厂家都是在温度上升40时定义电感的温升电流值,有些厂家会分别给出温升20C和40 C的电流值,甚至给出以下温升电流曲线。
从上面的温升电流曲线可以看出,温度上升20C时,这个电感的温升电流约为1.8A,温度上升40 C时为2.9A。
需要注意的是,温升电流的大小和曲线与实际测量条件密切相关,国际上没有统一的测试方法和标准。通常在测量电感的温升电流时,电感要焊接在被测PCB板上进行测量,所以PCB板的线宽、PCB铜箔的厚度、测试时间都会影响温升电流的测试结果。此外,电感在系统中的使用条件也会对电感的性能产生很大影响,尤其是温升特性。例如,如果电感靠近系统中CPU或散热片等高发热器件,电感的温升电流会相应降低。如果电感靠近系统的通风孔,温升电流会相应增加。
因此,温升电流仅供系统设计人员参考。在使用中,最好测试感应器的实际温度和温升。
电感器的饱和电流和温升电流从两个不同的技术方面为设计人员提供了更多关于电感器的技术信息。设计人员应该对这两个指标有深刻的理解,这对提高系统设计的性能和可靠性有很大的帮助。
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