前面講過電源的阻抗頻率特性曲線,也提到了自諧振頻率,明確了隨頻率變化阻抗的變化趨勢。我突然有個疑問:電感的感值隨著頻率如何變化呢?于是就有了今天要討論的內容。
兩個問題
照例,先拋出來2個問題:
問題1:電感的阻抗會隨著頻率發生變化,那電感的感值隨著頻率如何變化呢?
問題2:開關電源中電感選型時為什么自諧振頻率要大于10倍開關頻率?
注意這里說的是問題,而不會之前經常講的面試題。因為在面試中不太會問這個點,但是這個問題涉及電感器件應用的基本面,有必要單獨拎出來討論下。
阻抗頻率特性
上圖為TDK的VLS5045EX-100M的阻抗頻率特性曲線,可以看出:
①自諧振頻率f0為22MHz;
②當頻率
③當頻率>f0時,隨著頻率增高,阻抗Z是降低的,此時電感呈容性。
這些內容比較基礎,這里只是簡單回顧下,想必屏幕前的你已經比較熟悉了。那電感的感值頻率曲線又是怎樣的呢?
電感頻率特性
上圖為TDK的10uH電感VLS5045EX-100M的電感頻率特性曲線,可以看出:
①在自諧振頻率點22MHz左右,電感感值達到最大值46.87uH;
②從1kHz~10MHz范圍內,電感感值穩定在10uH;
③頻率超過自諧振頻率后,電感感值開始快速下降。下降到什么程度,在該曲線中未體現出來。
那么我們再看TDK的另外一顆2.2uH的電感MLF1005G2R2KTD25。如下圖所示,當頻率超過自諧振頻率后,感值急劇下降,從2.2uH降到0.029uH,變為原來的1/100!
總結
說到這里,我想你應該可以知道文章開頭兩個問題的答案。
電感的感值隨著頻率如何變化?
(前提:暫不考慮溫度和電流值的影響)
①當頻率
②當頻率在f0附近時,電感感值會大于額定感值;
③當頻率>f0時,電感感值會急劇下降,甚至變為原來的1/100或者更小。
而在開關電源應用中,一旦開關頻率fsw貼近或者超過電感自諧振頻率f0,電感感值會增大或者變得非常小,甚至會呈容性,電路設計偏離原有設計邏輯,導致整體功能異常,甚至損耗周圍器件。
保證f0>10fsw,就是為了讓電感有足夠的設計裕量來保證其感值穩定性。
來源: 本文轉載自硬件微講堂
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:DC-DC電感選型時自諧振頻率要大于10倍開關頻率?
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