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MPS 有奖分享|电感应用中,哪个问题最令你头大? [复制链接]

 

“MPS 电感探索季:发现小且不凡的秘密!”第二站活动开启,欢迎大家到MPS论坛电感板块,倾吐电感应用中哪个问题最令你头大,诉说你与电感之间的“爱恨情仇”!更可说出你对电感的需求,想你所想,说你想说!

 

活动时间:即日起—— 2022年9月30日

 

参与方式

点击进入>> MPS论坛电感板块 ,发新帖,以【电感应用痛点+行业/应用/终端产品】命名,倾吐电感应用中哪个问题最令你头大。(点击查看>> 如何发帖

 

 

发帖内容涵盖:

1.  行业/应用/终端产品(例如:汽车/智能座舱/抬头显示系统);

2.  对于电感的需求;

3.  遇到的痛点及问题;

4.  用在哪个DCDC拓扑(第4条为非必写项)

 

活动礼品京造颈部按摩仪,天猫方糖智能音箱

 

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此帖出自电源技术论坛

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一粒金砂(初级)

好资料,值得拥有!


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一粒金砂(初级)

电感这个元件使用非常普遍,也很容易被人忽视其一些基本参数,造成设计不足,导致产品出现严重的使用问题。DC-DC转换器的SPEC或datasheet中都推荐了不同电感值作为参考值。因此可以按照制造商的参考值选定,如果想更换新的电感型号,其参数也不应该与供应商推荐的参考值相差太远。理想电感的阻抗随着频率增加而增加,然而实际电感由于寄生电容和寄生电阻的存在,在一定频率下呈现感性,超过一定频率呈容性,阻抗反而随着频率的增加而减小,这个频率就是转折频率。在选择电感时务必要仔细评估每个参数。3、遇到的痛点及问题:
痛点如下:
(1)低频高频变化较大,参数不稳定:
由于电感参数和频率互相影响,因此,随频率的提高,而电感的电容特性渐显出来,当频率高到某个值以上时,电感或许变成电容特性了。
(2)电感能量耗散较大:
电感大导致所存储能量值较大,电感做为储能元件,也常与电容一起用于输入滤波和输出滤波电路上,用来平滑电流。
(3)电感控制电流会发热:
由于电感值较大,电感也被称为扼流圈,特点是流过的电流有很大的惯性,导致发热严重。
4、相关DCDC拓扑:
纹波电流会导致DCDC拓扑的输出电流发生变化,进而导致电感值逐渐发热、磁滞回线改变、特性发生变化,对降压型开关电源来说,流过电感的电流峰值比电源输出电流大, DCDC拓扑会影响后续的滤波、调压、控制、安全等多种信号的准确度。


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一粒金砂(初级)

基本元器件里,电阻和电容是比较容易理解的。电感就困难一些。我实际是很多年以后才搞明白一些概念。这里面聊聊我对电感的一些看法,不过理解概念这事,每个人有不同的角度,我只是提供一个我看问题的角度。每个人应该自行选择自己适合的理解方式。比如说我就从来不用磁链,我觉得用了还不如不用。

我说一些比较常见的困难。比如,电感感值和匝数平方成正比。这个记住公式是一回事儿,明白背后的道理是另一回事儿。再比如,电感电流不能突变,那么flyback是怎么回事儿?

首先说一个困扰了我很久的问题,就是场和路的问题。简单来说,关于电感实际上是学过两套公式的。一套是从场的角度,就是大学物理课上学的,电磁感应之类。还一套是电路课上学的,主要关心电压电流,对磁场其实不怎么关心。两套公式分别理解还难度不大,但是怎么把两套公式联系起来,还是有些困难。所以说相当于两门课里学到的知识是割裂的。我这里也尽量把二者联系起来。


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一粒金砂(初级)

行业/应用/终端产品(例如:汽车/仪表舱/BCM控制器);
对于电感的需求;
我们主要是开发乘用车车身控制器,主要用电感来搭建DCDC电源,需求如下:
a.电感需要通过AECQ相关认证,达到车规级标准
b.电感体积要符合小型化、薄型化
c.为了降低高频损耗,电感器的Q值要高
d.自谐频率(sfr)要高于100Mhz
e.电感感量偏差小
f.饱和电流Isat要大于10A
g.直流电阻DCR在全温度范围内要小于12mΩ
遇到的痛点及问题;
a.感量较大的电感体积也较大,对于大感量小型化的需求较为迫切
b.在进行电感额定电流选型时,如果用最大瞬时峰值电流作为来选择电感会造成余量过大,成本偏高,但如果用平均电流作为电流额定值来选择电感,当通过峰值电流时,电感可能不能很好地工作,这种情况没有很好的选型指南
c.在高频时,大多数电感线圈的电阻随工作频率的增大而增大,但一般规格书里没有交流电阻参数,那么此时如何评估高频下电感损耗
目前使用较多的DCDC拓扑有BUCK,BOOST,BUCK-BOOST


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一粒金砂(中级)

吐槽一下货期,太长!!


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一粒金砂(初级)

主要是变压器和升压电感用的多,还有就是共模电感,有扁线产品吗


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一粒金砂(高级)

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一粒金砂(高级)

频率提升后EMC和纹波控制?


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一粒金砂(初级)

电感在射频RF,DC-DC,电源滤波等模拟电路方面使用较多。数字电路使用较少。痛点在于:1、理想的电感值与频率无关。但为了增加电感Q值,往往电感都有磁芯。这就是个狗血的事情,随着频率的增加,电感值会随频率增加而非线性变化。Q值在不同频率下也不一样。2、层叠电感和绕线电感的价格层叠便宜耐压高,绕线电感贵但Q值高。色环电感易读数又体积巨大。巴伦、中周、震荡线圈和变压器需要绕线机和耐心。电感是拦路虎,但征服它后会破茧成蝶,境界会上一个层次,电路图看得更深刻。


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一粒金砂(中级)

我还记得我当年接单做消费级产品的时候,用到MPS家的MP1482芯片,是一个DCDC-Buck芯片。需要通过SW接电感形成不同占空比,调节环路输出。那个时候看官方Datasheet推荐用22uH电感,在测试的时候,因为我们负载比较重,用到电流约3A了,发现22uH电感发生磁饱和了,饱和电流也吃满了,发热特严重,还有啸叫。刚开始Debug的时候,空载,感觉稳定才上负载,配合轻载(电子负载),效率也还可以,也有84%左右;一旦上了重负载,那个电感就性能全吃满了,甚至还超载了烧了(电感饱和电流不足,设计余量不够,当然也有虚标成分)。一上示波器看,还没来得及,重载下就玩完。查了几个小时,从整个电流,电压输出,带载分析,效率分析,发热分析,用电子负载抓到实际到2.6-2.7A,电感接近饱和,很危险,发热也是严重。后续一换Sumida的电感(封装不变,换厂家),他的饱和电流是4.8A,一下子问题就解决了,1482能直接上4A重载也没事,就是一定注意散热。


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一粒金砂(高级)


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