電感在電路中的作用
電感,一直以來都有些許神秘:它可以產(chǎn)生磁場,把磁場和電場聯(lián)系起來;電感的電流I不能突變,但電流變化率dI/dt可以突變;電感的儲能與其流過的電流有關(guān)。
鐵氧體和鐵粉是用于開關(guān)電源電感的兩種磁芯材料。應(yīng)用于電源的儲能電感通常制成閉環(huán),使得整個(gè)磁場包含在電感的內(nèi)部,因此磁通大小與磁芯的存儲能量將表征磁芯材料的特性。
以Buck電路的輸出電感為例。該電感的磁芯具有一定的直流分量,適用的材質(zhì)有:
(1) 鐵粉芯
碾磨的鐵粉與其他的合金組成的精細(xì)顆粒與絕緣材料涂層構(gòu)成磁粉芯。鐵粉顆粒周圍的絕緣顆粒構(gòu)成了鐵粉芯的內(nèi)在分散氣隙。
(2) 帶氣隙的鐵氧體磁芯
Buck電路的電感具有一定的直流分量。若不開氣隙,鐵氧體磁芯極其容易飽和。開氣隙后,閉合磁路的磁通將快速增大。由于空氣的相對磁導(dǎo)率為1,且磁芯材料的相對磁導(dǎo)率為幾千以上,所以,磁芯中的大部分能量將存儲在氣隙磁通中。
氣隙降低了磁芯的有效磁導(dǎo)率,整個(gè)B-H曲線會傾斜,增大了飽和時(shí)的磁場強(qiáng)度H,磁芯不太容易飽和。
通常我們會發(fā)現(xiàn),大多數(shù)采用鐵氧體的電感設(shè)計(jì),其磁芯損耗僅為電感總損耗(線圈加上磁芯損耗)的5%~10%。但是若電感采用鐵粉芯,則該值會增加到20%~30%。 |