設(shè)計(jì)中如何選擇額定電流？

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(guò)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(lái)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(guò)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(lái)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(guò)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(guò)這個(gè)參數(shù)使用的話，會(huì)導(dǎo)致電感過(guò)熱。

Saturation Current，是以電感值的下降程度為指標(biāo)的額定電流，在開(kāi)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(lái)說(shuō)，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。