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电感的额定电压值选择

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sinasun|  楼主 | 2023-2-19 17:11 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 sinasun 于 2023-2-19 17:30 编辑

电感使用场景很多,尤其是电源电路,比如BuckBoostbuck-boost等等之类的场景。电感是可以够把电能转化为磁能而存储起来的元件,其是根据法拉第电磁感应原理制成的器件。电感器的结构就是一个绕组。电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。实际上,凡是能够产生自感、互感作用的器件,均可称为电感器。电感器的用途极为广泛,在交流电路中电感器有阻碍交流通过的能力,在电路中常被用作阻流、变压、交流耦合及负载等;当电感器和电容器配合时,可用作调谐、滤波、选频、分频等
在做电路设计的时候,相信大多数工程师关注电感的温生电流值,饱和电流值,DCR值等等参数,打开TDK的网站,电感的参数就是这几项。

但是电感还有耐压值的要求,对于不同的电感,都是会要求电感的工作电压是不会损坏电感绝缘的,因为反复加压有时候会损坏绝缘。
传统绕线电感-工字电感和磁封胶结构电感的磁芯材料是铁氧体(绝缘体),漆包线耐压一般是1KV。所以在这种类型的电感规格书中,是不会体现耐压等级的参数。
但是对于金属粉末一体成型的电感而言,就不一样了。尽管一体成型的电感相对工字形电感,可以全自动化生产,一致性好,磁性屏蔽等等优点。
由于一体成型的电感加工构造不一样,所以它的耐压值比较低。一体成型电感的额定电压来源是因为所用铁粉。一体成型铁粉是在合金粉外裹了一层环氧树脂绝缘层,环氧树脂绝缘层很薄,所以一体成型电感会因加在电感两端电压过大造成铁粉耐压不足导致粉体击穿。因为铁粉供应商不同,所以绝缘层厚度也不尽相同,同时成型压力也会损伤部分铁粉的绝缘层。因此不同的厂家的电感会有不同的额定电压工作值。
所以即使随后查看了Cyntec的电感,相对其他规格书,新增了一列参数,就是电压等级的要求。
当电感两端的工作超过规格书规定的电压,就会击穿绝缘层,让一层一层的线圈相互之间短路。最后导致电感两端的pin直接短路了,此时在电路中的电感就不再具有感抗的特性,电感的交流特性也就不再具备。电感在电路中就是一根导线。如果此时电感应用在电源电路,会导致整个电源系统发生不可预计的危险。
从上文规格书中可以看到,一体成型的电感耐压值只有75V,在APFC的应用场合,工作电压在几百V。这种一体成型电感就不能使用了。在设计的时候就需要特别注意,估计就需要使用工字电感或铁氧体电感。
所以在做电路设计中,如果厂家在规格书中没有标注耐压值这个参数,而设计的产品电感两端电压差又比较大,需要向厂家咨询电感的具体耐压参数。要是一般的Bcuk电路,电感的感值在uH级别,耐压值的影响就不会很大。这种规格的电感,一般耐压值从30V100V的等级都有。


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