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“電感飽和”到底是什么意思,簡(jiǎn)單來分析一下

云創(chuàng)硬見 ? 來源:硬見科技 ? 作者:云創(chuàng)硬見 ? 2020-11-03 10:57 ? 次閱讀

“電感飽和”這個(gè)我一直聽到的詞匯竟然是如此陌生——我不知道它到底意味著什么,除了電流彎曲失真,燒壞器件這些表象,在物理上“飽和”到底是什么意思?感值,耐溫,飽和電流,尺寸,價(jià)格,這五個(gè)是我們電感選型的基本坐標(biāo)系,當(dāng)然我們還會(huì)考慮線圈和磁心的形態(tài),磁材,安裝焊接方式。選型過程中最惱火的無過于在數(shù)十個(gè)電感中找到合適的,卻發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)參數(shù)不滿足要求,或者僅僅因?yàn)榘l(fā)生概率極低的峰值功率而導(dǎo)致的飽和電流不足而帶來過大的設(shè)計(jì)裕量。

感性的秘密

電感之所以呈現(xiàn)感性,即流過電感的電流會(huì)滯后于施加在電感上的電流(事實(shí)上是滯后90度相角),是因?yàn)槔愦味伞k姼芯拖裥芎⒆幼プ〖依锏膶櫸铮璧K寵物的前進(jìn)(電流的變化),你得給熊孩子一些壓力,他先會(huì)不大情愿,然后再讓寵物(電流)走一下(我們充分利用了這個(gè)不聽話的特性來實(shí)現(xiàn)我們扼流Choke的目的);電感又像一個(gè)彈簧,當(dāng)你施加壓力的時(shí)候,它把一部分能量存在自己體內(nèi),剩下的一部分能量傳輸出去,當(dāng)彈簧被壓縮到極限時(shí),它沒辦法再存儲(chǔ)更多的能量了,即發(fā)生飽和,所有增加的能量都被悉數(shù)傳遞出去,電感失去了它的滯后作用。

在物理上彈簧這個(gè)例子或許更加恰當(dāng),就像下面這段我在網(wǎng)上找到的教科書般的答案:

電子在原子外層繞著數(shù)層軌道旋轉(zhuǎn),每一層電子旋轉(zhuǎn)都會(huì)依愣次定律產(chǎn)生一微弱的磁場(chǎng),每一層的磁力不同、方向也不同,但合力為零,沒有磁性。當(dāng)一線圈通電流,同樣的依愣次定律產(chǎn)生一磁場(chǎng),磁力線穿過磁性材料(鐵心),磁性材料內(nèi)原子的電子旋轉(zhuǎn)軌道開始轉(zhuǎn)向,以抵消線圈產(chǎn)生的磁力線,線圈電流越大,越多磁性材料電子的旋轉(zhuǎn)方向改變,最后所有磁性材料電子旋轉(zhuǎn)方向都相同時(shí),就是磁飽和。

電感磁飽和原因與理論分析

當(dāng)我們?cè)谒须娮由隙集B加一個(gè)共同的旋轉(zhuǎn)方向,就像整齊劃一的軍隊(duì)方陣,它的磁力就達(dá)到了最大,不能再增加磁力就被成為飽和。這種說明足夠形象,可以定性解釋飽和的概念,但是定性并不能讓我滿足,物理的魅力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止在定性分析。

電感飽和的物理意義

當(dāng)我們談?wù)撾姼酗柡偷臅r(shí)候,實(shí)際上是在談?wù)撹F心飽和——空心的電感永遠(yuǎn)不會(huì)飽和。這時(shí)候很直觀的問題就是:為什么不使用空心電感呢?

因?yàn)榇棚柡停F磁性材料的磁導(dǎo)率μf會(huì)隨磁場(chǎng)強(qiáng)度增加,上升到一最大值,之后漸漸下降。用麥克斯韋方程組計(jì)算一切!

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