硬件学习笔记（器件篇）—— 电感（四）-Toy模板网

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电感的三个电流

电感电流是电感选型中最重要的参数之一。在阅读不同厂家的电感手册时，我们会发现，各个厂家的标注方式各不相同，有的厂家手册只有一个额定电流。有的厂家会标注两个，一个是饱和电流，一个是温升电流。有的厂家会标注饱和电流和温升电流的典型值和最大值。

饱和电流Iast

饱和电流一般是指相对初始电感值衰减30%（一些厂家是10%，40%）时的偏置电流。

饱和电流为什么会存在呢？因为电感一般都含有磁芯，特别是功率电感，磁芯是存在磁饱和的，什么是磁饱和呢？

由于磁芯材料自身的特性，通过的磁通量是不可以无限增大的，通过一定体积导磁材料的磁通量达到一定数量将不再增加，无论是增加电流或者匝数，这时就是达到了磁饱和。当电流已经使磁芯饱和，再增大电流，也基本不会再使磁通量增加或者说增加很少，等同于空芯电感的增量。因为饱和之后磁芯失去作用，等同于空芯电感。电流增大而磁通量不增加，那么电感阻碍电流变化的作用就没有了。也就是电感器失去了作用，这时的磁芯完全饱和。

在电流比较小的时候，单位电流产生的磁通量与电流成正比，即磁芯的磁导率为常数。而随着电流慢慢变大，单位电流所产生的磁通量的增量是下降的，也就是说，随着电流的增加，磁导率是慢慢下降的，因此，电感的感量也下降，也就有了前面电感饱和时电感值衰减30%的定义。

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那么饱和电流到底是有效值还是瞬时值呢？（毕竟用于开关电源中，电感电流是直流上面叠加交流分量，并且交流分量还不小，这个必须搞清楚）

饱和电流可以理解为瞬间值，因为电感的饱和原因是因为磁芯饱和，只要电流达到一定程度，就会使磁芯饱和，而且无论你是什么时候达到。所以在电路设计中，一定不要让电感的最大电流瞬间值超过其饱和电流。

温升电流Irms

一般指电感自我温升温度不超过40℃时的电流。

我们来看一个顺络的某电感参数。
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可以看到，电感的工作温度范围是-40℃到+125℃，括号说明包含自我温升。也就是说，当电路工作环境温度为85℃时，只要我们的电感电流不超过温升电流，就没有问题。（当然，我们会留一些裕量）

那环境温度小于85℃时，是不是就可以超过额定温升电流使用呢？

理论上超一点没有问题，但是不建议。因为会有新的问题。那么超过多少不会出现问题呢？没有一个定值。并且，因为超过温升电流后，温升随电流增加上升是很快的，近乎指数，所以无论环境温度是多少，最好都不要使电感电流超过温升电流。

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那么这个温升电流是有效值还是瞬间值呢？

答案是有效值。温升电流说的是使温度上升到一定值的电流大小，这不就是有效值的定义么，其符号rms也说明了这一点

额定电流

额定电流其实就是包含了前面两个饱和电流和温升电流。这两个都叫额定电流，工作时沟通方便，有时笼统说额定电流是多少，其实就是那两个电流中的小者。
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有的厂家的规格书中只标明了一个额定电流，设计时把它当作电流上限，并保留20%-30%的裕量即可。

为什么上图中，最大值比典型值要小呢？

因为典型值指的是电感生产出来后，电流参数平均是某个值。而设计电路时，我们是要所用的所有电感都能满足要求，而标注的max值就是厂家站在用户的角度标注的，只要你的设计不超过这个最大值，那么就ok。也就是所有电感的电流值都比这个max值要大，自然max就比典型值要小了。

总结

1、电感的额定电流，包含饱和电流和温升电流
2、在电路设计中，电感的最大电流瞬间值不能超过饱和电流，电流有效值，也不能超过温升电流。一般情况下，需要留20%-30%左右的裕量。

电感的高频模型

为什么叫高频模型？难道在低频时不成立吗？

当然不是，仅仅只是因为在低频的时候，我们可以把电感当作理想的，因为其分布电容的影响可以忽略。而我们需要知道的是，即使我们在低频率时也用高频模型，我们得到的结果也和不适用高频模型时基本是一样的。而一件事情如果能选用更简单的描述，就不会选用更复杂的。所以在低频时，我们可以把电感当作理想的，因为它更简单。

电感的高频模型如下所示。
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那么为什么不是以下两种呢？

我们采用微分的办法，因为线圈宏观上看他是一根导线构成，可以看成是无数的△R和△L串联，是连续的。同时，每一个微分单元本身是一段导线。那么微分单元与单元之间就相当于是电容的两个极板，即存在电容分量△C。
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无数微小的单元串联在一起，就构成了电感的高频模型。尽管我们使用的电感是各种各样的，但是原理都一样，都可以用高频模型等效。