功率电感的参数
1 磁性材料基础
1.1 磁导率u:
真空的磁导率u0 = 4pi*10^-7 H/m
相对磁导率ur是指相对于真空的磁导率,除铁磁性材料外,相对磁导率都是1。
磁通密度 B = u * H ,H为磁场强度
1.2 磁滞回线
磁性材料在外磁场的作用下会被磁化,外磁场撤走时仍然保留磁化状态,下图中的虚线为初始磁化曲线,实线为磁滞曲线,图中AD的状态为磁饱和,B、E为剩磁,为外磁场减弱到0时,磁铁中的磁通密度,C、F为矫顽力,为退磁所需要的外部磁场强度。
图:磁化曲线与磁滞曲线
软磁材料的磁导率高,矫顽力低,容易去磁,一般有硅钢片、纯铁,硬磁材料的磁导率低,矫顽力高,不容易去磁,一般也叫做永磁铁,常见的有钕铁硼和氧化铁。下图为软磁与硬磁的磁滞回线对比。
图:软磁与硬磁材料的磁滞回线
2 电感的大小
从电感的关系式了解到电感的大小取决于磁导率,线圈的面积,线圈的长度,匝数等参数。
3 电感的饱和电流
根据法拉第电磁感应定律,UL = N* dΦ /dt = N * dΦ/di *di/dt,可知电感 L = N * dΦ/di ,由于电感磁芯里面磁畴的有序排列,使得电流产生的磁场被大大加强。电流越大,有序排列的磁畴也越多,磁通密度B越大,穿过线圈的磁通量Φ也越大,基本与电流成正比,所以电感的大小是不变的。但是当电感电流到达一定程度后,磁畴已经都有序排列了,磁通量也不能继续增大了,那么由 L = N * dΦ/di 可知,电感的感量L就会降低,一般饱和电流定义为感量下降30%时的电流。
下图为电感XAL6030-102ME_的参数,饱和电流23A,定义为感量下降30%对应的电流,下图中1uH下降到0.7uH对应的电流23A,温升电流18A,表示温升40℃对应的电流大小。
图:XAL6030-102ME_的规格参数
4 电感磁芯用软磁材料还是硬磁材料
电感作为储能元件,本身不应该消耗能量,电流存在时,产生磁场,电流消失时,剩磁就应该越小越好,剩磁越大造成的磁滞损耗越大,所以要想更小的磁滞损耗就要用软磁材料作为电感的磁芯。
5 功率电感的类型
分类:组装式,磁封胶,一体成型。