功率電感溫升電流參數(shù)的運用

上次講述了示波器測試電感飽和電流和電感值，內(nèi)容詳見：

示波器測試飽和電流和電感值 -?測試測量技術(shù) -?電子技術(shù)論壇 -?廣受歡迎的專業(yè)電子論壇! (elecfans.com)

這樣可以用示波器簡單測試飽和電流值，但并不代表我們設計不超過飽和電流的應用就可以高枕無憂了，今天我們討論下功率電感的另外一個重要參數(shù)，溫升電流Irms?。這個縮寫很容易誤導工程師，以為是電流的有效值（事實上有很多文章這么認為），實際上，Irms只是溫升電流的縮寫，不能完全從字面意義上去理解，我們先了解下溫升電流的定義：

Irms溫升電流：業(yè)界大部分廠家一般認為是電感產(chǎn)品自我溫升溫度不超過40度時的電流。也有廠家會分別給出溫升20度和40度各自的溫升電流值，甚至還給出對應的溫升曲線。電感品牌良友溫升電流的規(guī)定：在電感兩端施加電流，電感產(chǎn)品表面自我溫升溫度40度時的電流值規(guī)定為溫升電流。

舉例良友電感LY0850H-R68M規(guī)格書中提供了溫升電流和飽和電流的曲線:

以上兩個曲線是獨立的，看起來是沒有任何關(guān)聯(lián)，為了更好的使用電感，其實最好需要了解溫度-電感值曲線。由于無法預知用戶的散熱環(huán)境，故廠家是單個電感測試驗證得到的溫升曲線，沒有考慮散熱環(huán)境。下面我們討論溫升電流值在實際運用中有什么參考意義，為啥廠家沒有提供溫度-電感值的變化曲線。

討論溫升電流前，我們先來了解下電感的發(fā)熱從哪里來的？和什么因素有關(guān)。道理其實很簡單，根據(jù)能量守恒定律，所有的器件如果有電流經(jīng)過，就會消耗能量，我們稱作耗散功率，耗散功率都通過發(fā)熱形式耗散出去，若器件散熱能力有限，會使器件溫度超過工作范圍，使得器件可靠性降低直至無法正常工作。

耗散功耗P=I*I*R

在這里I電流值在我們應用中，由負載決定，是無法改變的，故可以當作常數(shù)。

R等效電阻R=Ri+jωL,是電感的DCR和等效感抗之和，是在負載一定條件下，發(fā)熱影響的變量因子，包含DCR，開關(guān)頻率，電感值三個參數(shù)。

電感值的推導公式L=μ×Ae*N2/lm

其中：L表示電感量、μ表示磁芯的磁導率、Ae表示磁芯的截面積、N表示線圈的匝數(shù)、lm表示磁芯的磁路長度。

根據(jù)以上公式我們可以得出，如果要降低耗散功率，可以從兩方面去考慮：

選擇DCR較小的電感。

適當選擇降低開關(guān)頻率和電感值。

電感值在發(fā)熱下是否有變化呢？我們還要討論電感值是否受溫度的影響，其實不用考慮，答案是Yes?，通過電感的推導公式L=μ×Ae*N2/lm中觀察，磁導率μ是唯一受溫度影響的參數(shù)。但是磁導率的計算非常復雜，溫度變化曲線又是非線性的，受到磁材料，電感結(jié)構(gòu)等因素影響，我們不一一定量討論，我們只關(guān)注變化量是否對我們評估有影響（有興趣可以參考百度 磁導率_百度百科 (baidu.com)），筆者評估的結(jié)論是影響不大，為了驗證溫度對電感的影響，筆者測試了具體一個電感：

測試設備：

LCR電橋：Tonghui TH2817

測試板：伊卓樂自制，熱風槍

測試電感：品牌：良友 ，LYCD5845-100M

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加熱前測試電感值：11.722uH

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加熱電感溫度達到85℃后電感測試值：11.829uH

測試電感溫度升高后，電感值從11.722uH升到11.829uH，該變化幾乎可以忽略不計。

測試結(jié)論：在工作溫度范圍內(nèi)，溫度升高對電感值不敏感，可以忽略。

以上總結(jié)：

溫升電流和飽和電流獨立參數(shù)，溫升電流值可以提供參考，但不是絕對的。

溫升電流取決于自身設計時候的散熱環(huán)境，設計散熱良好，可以提高溫升電流的幅值，需要實際項目中測試電感溫度來評估，不超過整機溫升控制。

設計中盡量選擇較低DCR和品牌電感（磁材料），降低開關(guān)頻率，電感值（但要符合設計要求），可以有效降低耗散功率，對發(fā)熱有一定改善。

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