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通直流的電感一定是飽和的嗎?

h1654155282.3538 ? 來源:磁小詩 ? 作者:磁小詩 ? 2021-05-01 16:21 ? 次閱讀

1、有開關動作的電路,如下是基礎的拓撲之一Buck電路,我們知道電感L是儲能電感(也可稱為濾波電感,無論何種叫法這里都是合理的,實質是濾波的時間過程也是儲能過程)。

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假設電感電流在連續模式(CCM)下,如下圖,電感不斷在勵磁儲能(紅線上升)和去磁釋能(黑線下降),總是保持一個平衡狀態(不平衡勵磁儲能會導致過勵磁從而導致電感飽和)

pIYBAGB_4KSAaRtLAAA1-EHFna0131.png

那么CCM模式下,我們能得出什么,什么是CCM模式,上次我們提到了,CCM:電流在每個周期(Ts)結束時,電流不會回到零點,記住是零點,而不是電感電流勵磁和去磁的平衡點,即上圖中紅色箭頭所指地方

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其實我們可以看到,電感電流是有一個直流分量(Idc)在里面,電感電流的變化即交流變化部分(Iac)只是發生在局部,電流峰值為Ipeak=Idc+Iac

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一想到直流通過電感,我們立馬會閃現一個念頭,“通直流,阻交流”沒錯,電感對交流阻抗:Z=2*π*f*L,直流在電感上阻抗為零,就如同一條導線,一提到導線我們可能會想到,是電感為零了嗎?那么是不是在直流下,電感總是飽和的,這里明確說一點,當然不是絕對的(安培環路定理告訴我們,磁場大小是H∝N*I,你選擇的電感只要小于飽和磁通密度Bs,它就不是在飽和狀態),為什么直流下電感阻抗為零?那是因為電感電流變化才會在電感兩端產生感應電動勢:u=L*di/dt。直流時,電流變化率di/dt=0,那么在電感上面自然不會有任何感應電動勢,也就不存在勵磁和去磁過程,唯有一個直流偏置也就是直流磁場而已。因為勵磁是電壓對電感的時間“沖擊”,也就是我們通常說的伏秒積(電壓和時間的乘積)。

2、無開關動作的電路,直流電路中的電感仍然在電流突變時任然會表現出電感特性,如下圖是一個直流穩壓源給芯片供電,電源支路中串接一個電感。

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上圖等效電路如下,實質為一個LC濾波器,這里我們單獨看看電感

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(1)正常直流供電時,由于負載為阻性,根據歐姆定律,電流也為平直線

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(2)5V突然疊加一個短時間脈沖,由于電感對電流的阻礙作用,使得脈沖電壓的一部分降落在電感上(電流變化引起的感應電動勢),從而起到平滑電壓波形的目的,這就是一種濾波。

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所以,抓住直流中的電感何時起作用很重要,對于電感那就是存在“變”的情況中,電感會表現阻礙特性,直流電路中,穩態無任何波動情況下,電感也是安靜的,它就是導線。但要明確合理情況下,它不是飽和的,而是時刻“監視”干擾波形,從而消除干擾帶來的電壓波動。
責任編輯人:CC

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