当前位置:首页 > 电子 > 正文内容

【干货】电感饱和怎么判断

admin1年前 (2023-07-26)电子2447

电感是DC / DC电源中的重要组成部分。选择电感需要考虑很多因素,例如电感值、DCR、尺寸和饱和电流。电感的饱和特性常会被人们误解而带来麻烦。本文将探讨电感如何达到饱和、饱和如何影响电路,以及检测电感饱和的方法。

一、电感饱和的原因

先直观的认识下什么是电感饱和,如图1:


  • 我们知道当图1线圈中通过电流时,线圈会产生磁场;

  • 磁芯在磁场的作用下会被磁化,其内部磁畴会慢慢旋转;

  • 当磁芯被完全磁化时,磁畴方向全部和磁场一致,即使再增加外磁场,磁芯也没有可以旋转的磁畴了,此时的电感就进入了饱和状态。


从另一个角度来看,如图2所示的磁化曲线,磁通密度B与磁场强度H之间满足图2中右侧公式:

  • 当磁通密度达到Bm时,磁通密度不再随磁场强度的增大而大幅度增大,此时电感达到饱和。


由电感与磁导率µ的关系式可知:


  • 当电感饱和后,µ会大幅度减小,最终导致电感量大幅降低,失去抑制电流的能力。


二、判断电感饱和的诀窍


在实际应用中有没有判断电感饱和的诀窍呢?

可以总结为两大类:理论计算和实验测试。


  • 理论计算可从最大磁通密度和最大电感电流入手;

  • 实验测试主要关注电感电流波形和一些其他初步判断方法。

下面就一一介绍这些方法。


计算磁通密度


此方法适用于利用磁芯来设计电感的场景。磁芯参数包括磁路长度le,有效面积Ae等。磁芯的型号还决定了相应的磁材牌号,磁材对磁芯损耗,饱和磁通密度等做了相应规定。

有了这些材料,我们就能根据实际设计情况来计算最大磁通密度,公式如下:

实际中可简化计算,用ui来代替ur;最后与磁材饱和磁通密度相比较,就能判断设计的电感是否有饱和的风险。


计算最大电感电流


此方法适用于直接利用成品电感来设计电路。


不同的电路拓扑对电感电流计算有不同的公式。


以Buck芯片MP2145为例,可以按照如下公式计算,将计算结果与电感规格值相比较就能判断电感是否会饱和。

通过电感电流波形判断


此方法也是工程实际中最常见和最实用的的方法。


还是以MP2145为例,使用MPSmart仿真工具进行仿真,从仿真波形可以知道,当电感没有饱和时,电感电流是一个斜率一定的三角波,当电感饱和时电感电流波形会有一个明显畸变,这是由于饱和后感量降低造成的。

我们在工程实际中就可以基于此观察电感电流波形是否存在畸变,来判断电感是否饱和。


下面是在MP2145 Demo板上实测波形,可以看到饱和后有明显的畸变,与仿真结果一致。

测量电感是否异常升温,听是否有异常啸叫


在工程实际中还有很多情况,我们可能不能准确知道磁芯型号,也很难知道电感饱和电流大小,有时候也不能方便的测试电感电流;这时候我们还可以通过测量电感是否有异常温升,或者听是否有异常啸叫等手段来初步判断是否发生了饱和。


扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文由视觉博客发布,如需转载请注明出处。

本文链接:http://cqroom.cn/post/149.html

“【干货】电感饱和怎么判断” 的相关文章

STM32 keil mdk启动代码发分析

在启动文件我们看到了__main和用户写的main,这2个是有区别的,大概流程如下: 1、复位第一条指令:Reset_Handler   PROC,这里指定为 LDR     R0, =__main。表示调用...

ESP8266发送HTTP请求GET请求POST请求

ESP8266发送HTTP请求GET请求POST请求

一、ESP8266简介   ESP8266 是深圳安信可科技有限公司开发的基于乐鑫ESP8266的超低功耗的UART-WIFI模块的模组,可以方便进行二次元开发,接入云端服务,实现手机3/4G全球随时随地的控制,加速产品原型设计。  &em...

如何看懂电路图(一)--基本的电路符号

如何看懂电路图(一)--基本的电路符号

电子设备中有各种各样的图。能够说明它们工作原理的是电原理图,简称电路图。 电路图有两种,一种是说明模拟电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示电阻器、电容器、开关、晶体管等实物,用线条把元器件和单元电路按工作原理的关系连接起来。这种图长期以来就一直被叫做电路图。 另一种...

如何看懂电路图(二)-电源电路

如何看懂电路图(二)-电源电路

前 面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个,它们的连线纵横交叉,形式变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始, 怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性,不管多复杂的电路,经过分析可以发现,它是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的积木,虽然只有十 来...

电源模块中隔离电压3000VDC有什么用?

电源模块中隔离电压3000VDC有什么用?

随着嵌入式行业的快速发展,在各种行业应用中电源要求也越来越高,为保证系统的稳定性,隔离电源应运而生。但隔离电源中关键指标——隔离电压指的是什么?与爬电距离有什么关系?本文将从隔离电源的原理为你揭晓。 微电子行业的高速发展,产品使用场合的电磁环境也越来越复杂,产品的稳定性也受到很大的...

基于PIC单片机和AD7705的高精度信号采集系统设计

基于PIC单片机和AD7705的高精度信号采集系统设计

在工业现场测试过程中,由于生产中的各种参数的测试数据对生产过程具有重要的意义,因此对各种测试数据精度要求较高。而对于传统的传感器,比如压阻式、应变桥式、热电偶、热电阻、电容式以及压电式传感器,输出的一般是毫伏级的微弱模拟信号,温度特性差,而且在传输过程中信噪比明显降低。因此需要设计高精度稳定性...

发表评论

访客

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法和观点。