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电感在电路中的作用之Buck电路输出电感选型解析

2018年07月12日 09:39 次阅读

电感,一直以来都有些许神秘:它可以产生磁场,把磁场和电场联系起来;电感的电流I不能突变,但电流变化率dI/dt可以突变;电感的储能与其流过的电流有关。

铁氧体和铁粉是用于开关电源电感的两种磁芯材料。应用于电源的储能电感通常制成闭环,使得整个磁场包含在电感的内部,因此磁通大小与磁芯的存储能量将表征磁芯材料的特性。

以Buck电路的输出电感为例。该电感的磁芯具有一定的直流分量,适用的材质有:

(1) 铁粉芯

碾磨的铁粉与其他的合金组成的精细颗粒与绝缘材料涂层构成磁粉芯。铁粉颗粒周围的绝缘颗粒构成了铁粉芯的内在分散气隙。

(2) 带气隙的铁氧体磁芯

Buck电路的电感具有一定的直流分量。若不开气隙,铁氧体磁芯极其容易饱和。开气隙后,闭合磁路的磁通将快速增大。由于空气的相对磁导率为1,且磁芯材料的相对磁导率为几千以上,所以,磁芯中的大部分能量将存储在气隙磁通中。

气隙降低了磁芯的有效磁导率,整个B-H曲线会倾斜,增大了饱和时的磁场强度H,磁芯不太容易饱和。图 1为不开气隙和开气隙的B-H曲线。

通常我们会发现,大多数采用铁氧体的电感设计,其磁芯损耗仅为电感总损耗(线圈加上磁芯损耗)的5%~10%。但是若电感采用铁粉芯,则该值会增加到20%~30%。

一、电感:磁芯的饱和

当流过电感的电流(或磁场强度)大于一定值时,电感的磁芯可能饱和。当其饱和时,其感量会减小,并接近于0。

某反激电路的限流电阻上的电压波形如图 2所示(反激变换器中变压器的初、次级可以看成一对耦合电感)。从图中可以看出流经初级电感的电流波形。当电流增大时,电感逐渐饱和,电感量减小,从而导致梯形电流的波形的斜率增大。

二、电感:磁通的泄漏

电感的重要特性就是磁通泄漏。非屏蔽电感(如空心电感、棒状电感、工字电感、环形气隙电感等)都会产生磁通泄漏。这些是EMI的潜在。

特别地,储能电感中的气隙的磁场可能会干扰系统的其他器件。如果使用开气隙磁芯,为了使得磁场泄漏最小,使用小气隙的大磁芯比使用大气隙的小磁芯要好。

当两个电感L1和L2彼此靠近时,磁通泄漏将会在两者之间产生互感。第一个电感电路产生的磁场会对第二个电路产生激励。这一过程与反激变压器初级、次级线圈之间的相互影响类似。当两个电流通过磁场相互作用时,所产生的电压由互感LM决定:

式中,V2是向电路2注入的误差电压,I1是在电路1中流过L1的电流。LM对电路间距、电感环路面积以及环路方向非常敏感。

所以,电感的排列的原则有:

(1)正确排列电感的方向,使其成直角,使电感间的串扰降到最小;

(2)电感间距应尽可能远。

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BUCK电路是电子电路中最为常见的一种设计,大多数新手都是从buck电路入手来进行电路学习的。这其中...

发表于 2017-10-20 15:51 8297次阅读
buck电路电感计算公式

开关电源电路设计中电感选型小窍门

电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器,但只有一...

发表于 2017-08-31 11:04 6262次阅读
开关电源电路设计中电感选型小窍门

这些继电器的应用细节,你注意到了吗?

继电器的应用,相信大家都知道,在电路中只要给它供电、断电也就可以工作了。

发表于 2017-07-14 09:04 5178次阅读
这些继电器的应用细节,你注意到了吗?

降压转换器的buck电路分析

 buck电路也属于开关电源。通过在MOS管Q上加上开关信号PWM,控制开关管的导通与关断,是电感和...

发表于 2017-07-05 09:05 2813次阅读
降压转换器的buck电路分析

电感器是不是电流互感器?什么是电位器的感性负载

电感互流器则是依据电磁感应原理,电流互感器是又闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少,串在需要测...

发表于 2017-06-17 14:44 1167次阅读
电感器是不是电流互感器?什么是电位器的感性负载

电感的基本用处有哪些?电感线圈的主要参数分析

在电子设备中,经常看到有的磁环,这种磁环与连接电缆构成一个电感器(电缆中的导线在磁环上绕几圈电感线圈...

发表于 2017-06-17 11:47 1029次阅读
电感的基本用处有哪些?电感线圈的主要参数分析

电感色环标注的方式和方法,贴片电感应用注意事项有...

在维修时,不能仅仅知道电感量就去代换,必须要知道它的工作频段,这样才能恢复原来的工作性能。请注意Q值...

发表于 2017-06-17 10:50 919次阅读
电感色环标注的方式和方法,贴片电感应用注意事项有...

阻抗的特性和电感的频率有关系吗?扁平电感在电路中...

所谓电感线圈就是在导线中有电流时,其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈,以增强线圈内部的磁场。 ...

发表于 2017-06-17 10:04 1033次阅读
阻抗的特性和电感的频率有关系吗?扁平电感在电路中...

电感、电阻、电容的电路曲线是什么?耦合电路的电感...

片状电容在射频电路中的应用十分广泛,它可以用于滤波器调频、匹配网络、晶体管的偏置等很多电路中,因此很...

发表于 2017-06-17 09:11 1332次阅读
电感、电阻、电容的电路曲线是什么?耦合电路的电感...

高速电路中电感过孔方式分析,逆变电路电感取值要素...

在全桥的逆变器当中,滤波电感是非常重要的一种元件,电感值的确定将直接影响到电路的工作性能。本篇文章将...

发表于 2017-06-16 16:34 673次阅读
高速电路中电感过孔方式分析,逆变电路电感取值要素...

电感发出奇怪的声音怎么办?电感反电动势怎么破?

电感在工作时,上面会通过脉动电流,如果有20Hz-20kHz这个频段的开关激励电流,电流流过线圈,线...

发表于 2017-06-16 16:17 2009次阅读
电感发出奇怪的声音怎么办?电感反电动势怎么破?

电感是什么,电感的工作原理分析,电容引火和电感引...

总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈产生电磁感应...

发表于 2017-06-16 15:22 1823次阅读
电感是什么,电感的工作原理分析,电容引火和电感引...

电感和电容串并连接以后电感值如何取?电感短路测试...

其测量原理是把被测电容和基准电容连接到同一电阻上,构成RC网络。通过测量两个电容放电时间的比率,就可...

发表于 2017-06-16 14:39 735次阅读
电感和电容串并连接以后电感值如何取?电感短路测试...

电感式DC该如何设计?贴片电感的主要参数及其特性...

下面是正压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的正电压。电压到底升到多高,取决于你在二极...

发表于 2017-06-16 11:19 279次阅读
电感式DC该如何设计?贴片电感的主要参数及其特性...

电感分为哪几种?有什么作用?芯片引脚的电感值怎样...

调谐与选频电感的作用:电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路。即电路的固有振荡频率f0与非交流信号的...

发表于 2017-06-16 10:38 2049次阅读
电感分为哪几种?有什么作用?芯片引脚的电感值怎样...

电感在开关电路中的工作原理,电感的基本参数是什么...

开关电源中尖峰干扰主要来自功率开关管和二次侧整流二极管的开通和关断瞬间。具有容易饱和,储能能力弱等特...

发表于 2017-06-16 10:04 3735次阅读
电感在开关电路中的工作原理,电感的基本参数是什么...

电感整流器在白炽灯电路里的作用,电脑主板的磁环电...

当开关接通的时候,220V电源电压通过电感镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极,使启辉器氖管内的惰性气体...

发表于 2017-06-16 08:52 544次阅读
电感整流器在白炽灯电路里的作用,电脑主板的磁环电...

磁环电感怎样计算取值?共模电感的工作原理是什么?

这些参数在你选择磁芯的时候生产厂家都会提供出来有很多人认为根据这个公式计算出来的就是最终的结果,但是...

发表于 2017-06-15 17:20 1929次阅读
磁环电感怎样计算取值?共模电感的工作原理是什么?

万用表怎样测电感值?关断电感电容是什么?它们要如...

利用式(4-10)可将测量结果LX’修正为实际电感量LX。例如,用DT980型数字万用表的20μF档...

发表于 2017-06-15 16:29 4353次阅读
万用表怎样测电感值?关断电感电容是什么?它们要如...

共模电感设计方案,零欧电阻、磁珠、电感有何区别

电感是储能元件,多用于电源滤波回路、LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MH...

发表于 2017-06-15 15:35 1817次阅读
共模电感设计方案,零欧电阻、磁珠、电感有何区别