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“额定电流” --贴片功率电感选型的误区

本文主要以风华高科CMP系列大电流贴片电感(叠层功率电感)为例,通过对比日本村田TDK、太阳诱电等品牌叠层功率电感的核心参数,回答了部分工程师在功率电感额定电流选择时的一些困惑和疑问,对由此造成的设计隐患给予了明确的介绍。本文由风华高科原厂直接授权代理商-南京南山半导体有限公司技术部提供。如有疑问,欢迎通过邮件TECH@nscn.com.cn 或致电:025-52188228-8016。以下为正文:


贴片功率电感(铁氧体大电流电感)到底是应该按照惯例标温升电流作为额定电流还是饱和电流作为额定电流?

功率电感(铁氧体大电流电感)一种新发展起来的产品,其在电路中工作承受的实际工作电流比常规的高频信号用滤波电感会大得多.这种大电流工作条件下工作,要求功率电感本身不会随着电流的增加或减少发生过早饱和从而导致电感量下降过大造成电感性能恶化。功率电感应用DC-DC以及AC-DC等开关电源电路作为储能和滤波使用,其本身不仅要考量电感在电路中发热量随电流变化的情况,同时也要考量其动态电感量随电流变化的情况,从而确保功率电感在电路工作时不会因为在电路工作电流范围内出现饱和。基于如上原因新型功率电感其额定电流应该按照传统功率电感的惯例标准定义其额定电流(即功率电感的额定电流取饱和电流Isat和温升电流Irms两者中较小的一个为标准)。
以下还是以2520系列中的4.7uH叠层功率电感为例对比说明业界目前对电感器额定电流Irat、饱和电流Isat以及温升电流Irms标识状况。
                 叠层功率电感(铁氧体大电流电感)参数比对表

叠层功率电感(大电流贴片电感额定电流参数对比表)
现状会误导工程师选型,产生隐患;
  目前有相当部分叠层功率电感生产厂家对其产品额定电流规格都是沿用传统信号滤波处理用叠层电感额定电流标准来定义,其根据电感的温升电流值来定义其额定工作电流。这种情况下产品设计工程师往往会按照传统功率电感选型经验并根据供应商电感规格书上定义的额定电流值来衡量其实际电路中的额定工作电流,这样一来很可能会导致因电感饱和电流低于电路的实际工作电流,会存在如下隐患:
   A). 电感实际工作时因电流过大导致饱和,引起电感量下降幅度过大造成电流纹波超出后级电路最大允许规格范围造成电路干扰,从而无法正常工作甚至损坏;
   B).电路中实际工作电流超过电感的饱和电流有可能会因电感饱和电感量下降产生机械或电子噪音;
   C).电路中实际工作电流超过电感的饱和电流会导致因电感饱和,其电感量下降引起电源带负载时输出电压&电流不稳定,造成其它单元电路系统死机等不稳定异常情形;
D).电感额定电流(包括饱和和温升电流)选择余量不足会导致其工作时表面温度过高、整机效率降低、加速电感本身或整机老化使其寿命缩短.

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