贴片功率电感的主要参数以及选型

原创 单机片 2022-03-13 15:22

本文主要介绍贴片功率电感的主要参数,以及选型方法。电感的参数比较杂,不同厂家参数描述方法还不太一样。本文结合两种不同品牌电感介绍一下电感参数以及选型方法。

以上是TDK品牌SPM4010系列绕线功率贴片电感参数表,功率贴片电感一般使用在DCDC上。主要参数如下:

电感量:一般DCDC芯片厂商会有推荐值,参照选择即可。

DCR(直流电阻):这个很好理解,相同磁芯的情况下,电感量越大,就需要更多的绕线,绕线越多直流电阻越大。

精度(容差):根据自己需求选择,±20%是常用精度。

Isat(饱和电流):也叫直流叠加额定电流,当电感上流过的直流电流逐渐增大时,电感磁芯逐渐进入饱和状态,电感量会逐渐减小,当电感量下降30%时的电流称作饱和电流。注意一下不同厂家的饱和电流定义不一样,有些厂家设定为20%,互相替代使用时要注意。相同磁芯的情况下,感值越大,越容易饱和,即饱和电流越小。

Itemp(温升电流):当电感上流过的电流逐渐增大时,电感温度逐渐升高,当升高到一定程度时的电流叫做温升电流。大多数厂家会提供温升40℃时的电流。相同电流的情况下,直流电阻越大,发热越多,温升电流越小。


电感频率特性:如下图随着频率逐渐增大,开始感值没有多大变化,随后迅速上升,达到顶峰后逐渐变小,这是电感的实测值,手册里标注了测试设备型号。一直不理解这个图,如果纵坐标换成感抗那就很好理解,但是这里是电感量,不知道为啥,电感量先升高然后下降,有知道的朋友欢迎评论区留言。电感在DCDC上使用时一般开关频率最大也就是几Mhz,这个曲线不影响选型,注意一下就好。


以下图片是顺络品牌WPN4012系列电感参数:

电感量:TDK品牌是在100KHz下电感量,而顺络品牌的时在1MHz下的电感量。参考TDK的感值-频率曲线,TDK感值在100K~1Mhz区间内是基本不变的,所以这里并无差异。

精度(容差):同上

DCR(直流电阻):同上

SRF(自谐振频率):自谐振的时候电感呈现纯电阻特性。贴片功率电感的自谐振频率都比使用频率高出不少,不必过多关注,而且此类型电感TDK手册里没有SRF详细描述。

Isat(饱和电流):顺络品牌的饱和电流竟然就两个值,分为最大值和典型值,而且最大值比典型值还要小,是不是很奇怪。其实这并不奇怪,典型值是厂家生产此类型电感的饱和电流平均值,饱和电流有高有低,参差不齐,使用平均值描述。最大值是含义是告诉电路设计者按照此值设计是绝对没有问题的,接近此类型电感的饱和电流的最小值。

Irms(温升电流):顺络品牌的温升电流也有两个值,和饱和电流类似。

电感频率特性:顺络品牌此类型电感手册中没有此项描述,对选型影响不大。


选择贴片功率电感时,电流选型是不是很迷糊,其实最简单的方法就是选择最小值:

1、选择饱和电流和温升电流最小的。

2、如果有最大值和典型值得区别,选择两者最小的。


下面介绍一下BUCK电路电感选型:

BUCK电路中电感值估算方法:

BUCK电路中电感电流估算方法:

在BUCK电路中输出电流纹波一般按照输出电流的30%计算,Ipp = Iout*30%。电感中流过的最大值是Iout+Ipp/2,电感选型时不要低于此值。

例如,设计电路输出Iout = 1A,则Ipp = 0.3A,电感中流过的最大值是1A+0.15A = 1.15A,选择1.2A以上电感即可。


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