开关电源中电感的作用分析

2022-09-19

电感是开关电源中常用的元件,因为其电流、电压相位不同,所以理论上损耗为零。电感器常被用作储能元件,在输入滤波器和输出滤波器电路上常与电容器一起使用,以平滑电流。

 

电感是开关电源中常用的元件,因为其电流、电压相位不同,所以理论上损耗为零。电感器常被用作储能元件,在输入滤波器和输出滤波器电路上常与电容器一起使用,以平滑电流。电感器也称为扼流圈,其特点是流过它的电流具有“大惯性”。换句话说,由于磁通连续性,流经电感的电流必须是连续的,否则会产生较大的电压尖峰。

 

电感是磁性元件,因此存在磁饱和问题。有的应用允许电感饱和,有的允许电感从某个电流值开始饱和,有的应用不允许电感饱和,这就需要在具体线路上进行区分。大多数情况下,电感工作在“线性区”,此时电感值是一个常数,不随端电压和电流变化。

 

但是,开关电源有一个不可忽视的问题,就是电感的绕组会导致两个分布参数(或寄生参数),一个是不可避免的绕组电阻,另一个是与绕线工艺和材料有关的分布杂散电容。杂散电容在低频时影响不大,但随着频率的增加变得明显。当频率上升到一定值以上时,电感器可能会变成电容性的。如果将杂散电容“集中”成单个电容,则从电感等效电路中可以看出一定频率下的电容特性。

 

在分析线路中电感的工作状况或绘制电压电流波形图时,可考虑以下特性:

 

1. 当电流 I 流过电感 L 时,电感 L 储存的能量为: E=0.5×L×I2 (1)

 

2、在一个开关周期内,电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为:V=(L×di)/ dt (2);可见纹波电流的大小与电感值有关。

 

3、正如电容有充放电电流一样,电感也有充放电电压过程。电容器两端的电压与电流(安·秒)的积分成正比,电感器两端的电流与电压(伏特·秒)的积分成正比。只要电感电压发生变化,电流变化率di/dt也会发生变化。正向电压使电流线性增加,反向电压使电流线性减小。

 

纹波电流的大小也会影响电感和输出电容的大小。纹波电流一般设置为最大输出电流的10%~30%,因此对于降压型电源来说,通过电感的峰值电流比电源的输出电流大5%~15%。

 

计算正确的电感值对于选择合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波非常重要。

 

电感是开关电源中常用的元件,因为其电流、电压相位不同,所以理论上损耗为零。电感器常被用作储能元件,在输入滤波器和输出滤波器电路上常与电容器一起使用,以平滑电流。电感器,也称为扼流圈,其特点是流过它的电流具有“很大的惯性”。换句话说,由于磁通连续性,流过电感器的电流必须是连续的,否则会出现大的电压尖峰。

 

电感是磁性元件,因此存在磁饱和问题。有的应用允许电感饱和,有的允许电感从某个电流值开始饱和,有的应用不允许电感饱和,这就需要在具体线路上进行区分。大多数情况下,电感工作在“线性区”,此时电感值是一个常数,不随端电压和电流变化。

 

但是,开关电源有一个不可忽视的问题,就是电感的绕组会导致两个分布参数(或寄生参数),一个是不可避免的绕组电阻,另一个是分布杂散电容与绕线工艺和材料有关。杂散电容在低频时影响不大,但随着频率的增加变得明显。当频率上升到一定值以上时,电感器可能会变成电容性的。如果将杂散电容“集中”成单个电容,则从电感等效电路中可以看出一定频率下的电容特性。

 

   Cdrs0 628 - 127 5 典型 e 尺寸
1. 五环的形状和尺寸(单位:mm)
     
T 五环数 最大值 最大 D 最大 C E H J
CDRS0628 6.0±0.2 2.8±0.2 3.0   2.0   2.2   2.0   3.0  
CDRS0728 7.0±0.2 2.8±0.2 4.0   2.0   2.2   2.0   4.0  
CDRS0730 7.0±0.2 3.0±0.2 4.0   2.0   2.2   2.0   4.0  
CDRS0732 7.0±0.2 3.2±0.2 4.0   2.0   2.2   2.0   4.0  
CDRS0745 7.0±0.2 4.5±0.3 4.0   2.0   2.2   2.0   4.0  
CDRS1045 10.0±0.3 4.5±0.3 6.0   3.0   3.2   2.5   5.6  
CDRS1255 12.5±0.3 5.5±0.35 8.6   3.0   3.2   2.5   8.6  
CDRS1265 12.5±0.3 6.5±0.35 8.6   3.0   3.2   2.5   8.6  
CDRS1275 12.5±0.3 7.5±0.35 8.6   3.0   3.2   2.5   8.6  
2. 五个环的编号为

CDRS 0628 - 221   K

1Ⅰ   2Ⅰ     3Ⅰ   4

(1)。类型:CDRS贴片功率电感模型(CDRS)
(2)。尺寸:外形尺寸,外径6.0mm,高2.8mm(根据尺寸) ( 0628 )
(3)。电感量 : "221" 表示 220uH(例:"221" 表示 220uH)  ( 221 )
(4)。电感容差:"M:±20%, "K":±10% , "J":±5%  ( K )