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設(shè)計(jì)中如何選擇額定電流?工程師告訴你一招

發(fā)布時(shí)間:2017-03-27 責(zé)任編輯:susan

【導(dǎo)讀】額定電流是指,用電設(shè)備在額定電壓下,按照額定功率運(yùn)行時(shí)的電流,是器件能長(zhǎng)期承受的電流,在使用中額定電流必須小于工作電流。
 
兩種額定電流的解釋

1、Heating Current
 
功率電感在DC-DC電路中,電流經(jīng)過時(shí),會(huì)消耗一定的功率(銅耗Copperloss+磁耗Coreloss),消耗功率會(huì)導(dǎo)致電感的溫度上升,電感一般工作溫度有一定范圍,比如WE的電感允許的operating temperature: -40°C - + 125°C,ambient  temperature: -40°C - + 85°C。為了電感可以在一定的溫度范圍內(nèi)正常工作,電感廠商會(huì)給出一個(gè)"基于電感溫度上升的額定電流"即Heating Current,這個(gè)參數(shù)的限定值是根據(jù)電流在電感上的熱效應(yīng)定義的,在大部分公司的電感的手冊(cè)里,以Idc(直流電流)來表示這個(gè)電流。
 
Heating Current定義為在電感上加上一定的直流電流,在自然對(duì)流的冷卻條件下,電感上的溫升為40°C時(shí),電感里通過電流的電流值。
 
不同廠商的Heating Current的定義可能略有出入,在選型器件時(shí),需詳細(xì)看一下數(shù)據(jù)表格下面的note。
 
注意:評(píng)估Heating Current一般都是直流電流,因?yàn)橹绷麟娏鞑粫?huì)導(dǎo)致電感的鐵損,如果采用交流電流來評(píng)估的話,情況就復(fù)雜的多。
 
2、Saturation Current (飽和電流)
 
電感中直流電流的增加時(shí),電感透磁率的數(shù)值會(huì)逐漸減少,因此電感值會(huì)緩慢下降。電感廠商會(huì)根據(jù)電感的電感值的下降程度為指標(biāo)的額定電流,"基于電感值的變化率的額定電流",即Saturation Current,大部分電感廠商將電感值下降20%時(shí)的通過電感直流電流作為額定電流。下圖是Wurth公司某款電感的電感值vs電流的曲線圖。該款電感規(guī)格書上將saturation current設(shè)定為電感值下降10%時(shí)的電流值,為16.6A。如果將saturation current設(shè)定為電感值下降20%時(shí)的電流值的話,大約為18.2A。
 
 
設(shè)計(jì)中如何選擇額定電流
 
Heating Current是評(píng)估的電感的熱效應(yīng),如果超過這個(gè)參數(shù)使用的話,會(huì)導(dǎo)致電感過熱。
 
Saturation Current,是以電感值的下降程度為指標(biāo)的額定電流,在開關(guān)電源中,超出該范圍使用時(shí)可能會(huì)由于紋波電流的增加而導(dǎo)致IC控制不穩(wěn)定。
 
所以在實(shí)際的使用中,簡(jiǎn)單來說,一般選擇兩個(gè)電流值里面比較小的那個(gè)作為設(shè)計(jì)限值。比如下圖中的4個(gè)PLUSE電感的 Irated,均取的Heating Current和Saturation Current其中的相對(duì)小的那個(gè)作為額定電流 。 (注意PA1513.321這個(gè)器件,為什么Irated不是45A?注意Pulse的Saturation Current定義為20%的電感值下降,41A的時(shí)候只有10%的電感值下降。)
 
為了系統(tǒng)更可靠,在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,一般還會(huì)作20%以上的降額使用。
 
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