電感是DC / DC電源中的重要組成部分。選擇電感需要考慮很多因素，例如電感值、DCR、尺寸和飽和電流。電感的飽和特性常會(huì)被人們誤解而帶來麻煩。本文將探討電感如何達(dá)到飽和、飽和如何影響電路，以及檢測電感飽和的方法。

電感飽和的原因

請參見圖1和下面的電感飽和步驟，來了解電感是如何達(dá)到飽和的：

• 當(dāng)電流通過圖1中的線圈時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生磁場；

• 磁芯被磁場磁化，其內(nèi)部磁疇會(huì)緩慢旋轉(zhuǎn)。

• 當(dāng)磁芯被完全磁化后，磁疇的方向與磁場一致。這時(shí)，即使添加外部磁場，磁芯內(nèi)也沒有旋轉(zhuǎn)的磁疇。此時(shí)，電感達(dá)到飽和。

圖2從另一個(gè)角度表達(dá)了電感的飽和，并通過方程式顯示了系統(tǒng)的磁通密度（B）和磁場強(qiáng)度（H）如何影響電感。

當(dāng)磁通密度達(dá)到BM時(shí)，磁通密度不再隨磁場強(qiáng)度的增強(qiáng)而增加，此時(shí)電感達(dá)到飽和。

再看電感和磁導(dǎo)率（μ）之間的關(guān)系。當(dāng)電感飽和后，磁導(dǎo)率將大幅減小，從而導(dǎo)致電感大幅降低，并失去抑制電流的能力。

判斷電感飽和的技巧：

在實(shí)際應(yīng)用中判斷電感飽和的方法分為兩大類：理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測試。圖3總結(jié)了這些方法。

理論計(jì)算需要計(jì)算最大磁通密度或最大電感電流，而實(shí)驗(yàn)測試則主要集中在觀察電感電流波形和其他的初步判斷方法上。具體請看下面的詳細(xì)描述。

方法1：計(jì)算磁通密度?

這種方法適用于采用磁芯來設(shè)計(jì)電感的場景。磁芯參數(shù)包括磁路長度（lE）和有效面積（AE）。磁芯類型還決定了相應(yīng)的磁材等級(jí)。磁性材料也必須對(duì)磁芯損耗和飽和磁通密度進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)定（參見圖4）。

有了這些資料，我們就可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)方案計(jì)算出最大磁通密度。圖5顯示了最大磁通密度的計(jì)算公式。

實(shí)際中的計(jì)算可以簡化，用μI代替μR。當(dāng)與磁性材料的飽和磁通密度進(jìn)行比較時(shí)，就可以判斷設(shè)計(jì)的電感是否存在飽和風(fēng)險(xiǎn)。

方法2：計(jì)算最大電感電流

當(dāng)采用現(xiàn)有電感來設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以采用這種方法。不同電路拓?fù)湎?，電感電流的?jì)算公式也不同。

以開關(guān)模式變換器MP2145為例，可以根據(jù)以下公式計(jì)算電感電流，并將計(jì)算結(jié)果與電感規(guī)格進(jìn)行比較，以判斷電感是否會(huì)達(dá)到飽和（見圖6）。

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