電感飽和的幾種判斷方法
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電感作為DC/DC電源的地標級器件,
你對其了解有多深?
電感很敏感,設計需謹慎。
而電感飽和是電感工作時最大的雷區。
電感為何會飽和?
如何判斷電感發生飽和?
本期電源小課堂將為您深入剖析。
MPS 電源小課堂
第三話 :判斷電感飽和的幾個小竅門
圖1
我們知道當圖1線圈中通過電流時,線圈會產生磁場;
磁芯在磁場的作用下會被磁化,其內部磁疇會慢慢旋轉;
當磁芯被完全磁化時,磁疇方向全部和磁場一致,即使再增加外磁場,磁芯也沒有可以旋轉的磁疇了,此時的電感就進入了飽和狀態。
從另一個角度來看,如圖2所示的磁化曲線,磁通密度B與磁場強度H之間滿足圖2中右側公式:
當磁通密度達到Bm時,磁通密度不再隨磁場強度的增大而大幅度增大,此時電感達到飽和。
由電感與磁導率μ的關系式可知:
當電感飽和后,μ會大幅度減小,最終導致電感量大幅降低,失去抑制電流的能力。
圖2
下面就一一介紹這些方法。
實際中可簡化計算,用ui來代替ur;最后與磁材飽和磁通密度相比較,就能判斷設計的電感是否有飽和的風險。
此方法適用于直接利用成品電感來設計電路。
不同的電路拓撲對電感電流計算有不同的公式。
此方法也是工程實際中最常見和最實用的的方法。
還是以MP2145為例,使用MPSmart仿真工具進行仿真,從仿真波形可以知道,當電感沒有飽和時,電感電流是一個斜率一定的三角波,當電感飽和時電感電流波形會有一個明顯畸變,這是由于飽和后感量降低造成的。
我們在工程實際中就可以基于此觀察電感電流波形是否存在畸變,來判斷電感是否飽和。
下面是在MP2145 Demo板上實測波形,可以看到飽和后有明顯的畸變,與仿真結果一致。
到此判斷電感飽和的幾個小訣竅已經介紹完了。希望對大家有所幫助。
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