電感是一種儲能元件，用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路，DC-DC能量轉(zhuǎn)換等等，其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHz。

從阻抗頻率曲線圖可知，工作頻率低于諧振頻率時，電感器件表現(xiàn)出電感性，阻抗隨著頻率的升高而增大:當(dāng)工作頻率高于諧振頻率時，電感器件表現(xiàn)出電容性，阻抗隨著頻率的升高而減小。

在應(yīng)用中，應(yīng)選擇諧振頻率點高于工作頻率的電感為電源濾波選用電感時，需要注意以下幾點。

①電感與電容組成低通濾波器時，電感值是一個很關(guān)鍵的參數(shù)。電感器件資料標(biāo)稱的電感值，是工作頻率低于諧振頻率點的值，如果工作頻率高于諧振頻率，則電感值將會隨著工作頻率的升高而急劇減小，逐步呈現(xiàn)電容性。
②電感用于電源濾波時，需要考慮由于其直流電阻而引起的壓降。

③用于電源濾波時，電感的工作電流必須小于額定電流。如果工作電流大于額定電流，電感未必會損壞，但是電感值可能低于標(biāo)稱值。

幾個主要有關(guān)參數(shù)
①電感值范圍:1-470uH
②直流電阻:有多種直流電阻可供選擇，電感值越大，對應(yīng)的直流電阻也越大。一般信號用電感，其直流電阻比高頻信號用電感和電源用電感大一些，最小的直流電阻一般為幾毫歐，大的幾歐。
③自諧振頻率:幾十兆赫茲到幾百兆赫茲。電感值越大，其對應(yīng)的自諧振頻率越小。
④額定電流:幾毫安到幾十毫安。電感值越大，其對應(yīng)的額定電流越小。
工作頻率低于諧振頻率時，電感值基本保持穩(wěn)定:但工作頻率超過諧振頻率后，電感值將會先增大，達到一定頻率后，將迅速減小。
電感嘯叫原因
如果耳朵能聽到嘯叫(吱吱聲)，可以肯定電感兩端存在一個20HZ-20KHZ(人耳范圍)左右的開關(guān)電流。
例如DC-DC電路的電感嘯叫，由于負載電流過大，DC內(nèi)部有一個限流保護電路，當(dāng)負載超過IC內(nèi)部的開關(guān)(MOS)電流時，限流檢測電路判斷負載電流過大，會立即調(diào)整DAC內(nèi)部開關(guān)占空比，或者立即停止開關(guān)工作，直到檢測負載電流在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時，再重新啟動正常的工作開關(guān)。從停止開關(guān)到重啟開關(guān)的時間周期正好是幾KHZ的頻率，正因為這個周期的開關(guān)頻率產(chǎn)生嘯叫。
改善對策：降低負載電流或更換功率稍大的DC-DC，更改輸出電容等方法。

負載電流或電壓過大導(dǎo)致電感引起的噪聲問題：電感--由于電流變化產(chǎn)生的感應(yīng)電壓引起傳輸線效應(yīng)，突變，串?dāng)_，開關(guān)噪聲，軌道塌陷，地彈和大大多數(shù)電磁干擾源(EMI)。

例如：
數(shù)字電路具有噪聲，飽和邏輯(例如TTL和CMOS)在開關(guān)過程中會短暫地從電源吸入大電流，從而在數(shù)字地上引起的噪聲就會很大，但由于邏輯級的抗擾度可達數(shù)百毫伏以上(由于電感引起--電流變化產(chǎn)生的感應(yīng)電壓)

電感加入磁芯，主要目的是為了提高電感線圈的電感(或互感)量。

反動電勢：
①反電動勢是指有反抗電流發(fā)生改變的趨勢而產(chǎn)生電動勢，其本質(zhì)上屬于感應(yīng)電動勢。
②反動電勢的由來：電流的變化引起磁場的變化。根據(jù)麥克斯韋的說法，變化磁場的周圍會產(chǎn)生電場，電場對其中的電荷會有電場力，電場力是非靜電力，產(chǎn)生電動勢。
③當(dāng)電流是從小增加到大時，產(chǎn)生的反向電動勢的方向與原電壓方向相同。當(dāng)電流從大到小時，產(chǎn)生的反向電動勢的方向與原電壓方向相反。

在便攜電子設(shè)備里都包含有多個電源管理芯片，一般常用的開關(guān)電源芯片分兩種：BOOST轉(zhuǎn)換器（升壓），BUCK轉(zhuǎn)換器（降壓電路）。下面是兩種電源電路的兩種拓撲結(jié)構(gòu)，在這里簡單說明在兩種電源結(jié)構(gòu)中電感的選擇準(zhǔn)則。

BOOST變換器是能產(chǎn)生高于電池電壓的電路。

BUCK變換器是能產(chǎn)生一個低于自己輸入電壓的電路，相比于線性降壓器有更高的轉(zhuǎn)換效率更少的發(fā)熱。

在開關(guān)電源電路里，電感都是獨立外置的。隨著現(xiàn)在電子設(shè)備越來越來小，PCB的面積也會越來越來小。做硬件系統(tǒng)設(shè)計時，在電感的大小與電感大小對電源電路性能的影響之前要做一個權(quán)衡。

在選擇電感時，許多與電感相關(guān)的參數(shù)需要認真進行考慮，這些參數(shù)一般包括：

?L（感值誤差）

f0（自諧振頻率）

DCR（直流等效電阻）

Isat（電感飽和電流）

Irms（電感溫升電流）

電感的額定感值L及感值誤差?L

額定電感值是電感在一個給定的頻率下測得的值，感值誤差是同一批電感里電感與電感之值的感值差異。一般在電感器件規(guī)格書里為如下：

對于一個BUCK變換器，最小的電感值由輸出電壓，開關(guān)頻率所以決定的，可由以下公式進行計算：

Vinmax最大輸入電壓 ，Vout?輸出電壓 ，fsw開關(guān)頻率，D開關(guān)占空比，Irpp

電感的峰峰值電流。

Irpp是一個需要特別重視的參數(shù)，它直接決定了選用的電感及輸出電容的大小。Irpp電流大意味要得小的輸出電壓紋波，必須要使用大容值低ESR的輸出電容。Irpp電流小意味著要選擇大感值電感。為了平衡這一矛盾，一般在設(shè)計電路將Irpp選為電源電路Irated額定輸出電流的50%，于是電感的計算公式簡化為如下：

相應(yīng)的，BOOST變換器電感的公式如下：

Vinmin最小輸入電流。

當(dāng)我們設(shè)計電路時應(yīng)該選擇的電感值大于所計算出來的Lmin，同時在選擇電感一定要將電感的誤差值也計算在內(nèi)。如果電感值誤差是20%，那么我們在選擇電感值就應(yīng)該至少為1.25 ×?Lmin。

例如：

設(shè)一個BUCK變換器，輸出電流500mA，電壓1.2V。輸入電壓為電池電壓最大到4.4V，開關(guān)頻率1.2MHz。根據(jù)上面公式可以計算出Lmin=??2.91μH，將20%電感誤差計算在內(nèi)，1.25 × Lmin=3.64μH。在目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)電感內(nèi)，可以看到為4.7μH。

電感的自諧振頻率f0

理想電感器件的阻抗是隨著頻率的上升而增加的，但是真實中的電感器件由會存在寄生的電容形成RC電路結(jié)構(gòu)，使電感器件存在一個自諧振頻率f0。在這個頻率之下，電感器件阻抗曲線表現(xiàn)為近以理想的電感特性，電感的阻抗隨著頻率的上升而增加的。在這個頻率之上，電感器件更加表現(xiàn)的像一個電容，電感阻抗隨著頻率的上升面下降的。下面是理想電感與實際電感的阻抗曲線對比：

對于一個外型大小已給定電感，電感值越大，自諧振頻率越小。一般我們選擇電感時自諧振頻率為電路開關(guān)頻率的10倍。

在電感器件的規(guī)格里為如下：

電感直流電阻DCR

真實的電感器件并不是一個理想的純感器件，會有一個直流電阻存在，我們一般稱之為DCR。由于這個電阻的存在，使得流過電感器件的一部分電流以熱的形熱被耗散掉了，使得轉(zhuǎn)換效率下降。在電感器件的阻抗曲線上，低頻部分的大小是由DCR決定的。

DCR與轉(zhuǎn)效率的關(guān)系如下：

Rdc電感的直流電阻，是由電壓變換器輸入的負載電流。

從以上公式可以看出，當(dāng)輸入電壓，負載電流，輸出電壓已經(jīng)被給定的情況下，DCR越大率效越低。對于一般的電感器件來講：

電感直流電阻對于效率的影響，重載時比輕載明顯。
在電感值給定的情況下，電感器件的外型越小DCR越大。
在電感外型大小給定的情況下，電感值越大DCR越大。
在電感值一定的情況下，有磁屏蔽的電感器件的DCR小于沒有磁屏蔽的。
在電感的規(guī)格書里，一般會給DCR的典型值及最大值供我們參考，在設(shè)計時盡量選擇較小DCR的電感。

電感的飽和電流Isat及溫升電流Iram

電感都會有磁飽和特性，當(dāng)電感中的電流大于某一個電流值時，電感量就會出現(xiàn)大幅下降，這個電流值我們稱之為電感的飽和電流。在一般的工程實踐中，我們將使電感量下降30%所對應(yīng)的電流做為電感飽和電流。?

電感的溫升電流Irms 是流過電感電流的有效值，它主要會引起電感溫度的上升使得電感量大幅下降。溫度的上升是由于電感的DCR引起，我們一般定義其為，在室溫下使得電感產(chǎn)生40度溫升所對應(yīng)的電流。通常電感的溫升電流是低于其飽和電流的。

如果在電路里發(fā)生了電感飽合，電感量下降會使得電感里的峰峰值電流Irpp增加，從而增大了AC損耗，使電壓變換的效率降低。另外，更大的Irpp也會使得輸出紋波電壓變大。

以一下BUCK為例（1.2V 500mA），測試兩種不同規(guī)格的電感：

CBC25184R7M 測試結(jié)果

CB2518T4R7M測試結(jié)果

觀察以上兩個圖可以看到使用CBC25184R7M的Irpp是137mA，相對的使用CB2518T4R7M的是226mA，換算下來，CBC25184R7M的電感值是4.07uH下降了14%，而CB2518T4R7M為2.46uH下降了48%。

同樣的，流過電感的Irms高于電感所規(guī)定的溫升電流，那么也會引起一樣的問題。

當(dāng)我們在選擇評估Isat,Irms這兩個值時，一般要求其中最小的那個值要大于電路額定輸出電流的1.3倍。

部分轉(zhuǎn)自：https://blog.csdn.net/athen21/article/details/83217950

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的电感选型的关键参数的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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