電路設計必看參數(shù)：電感的三個電流

電感電流應該是電感最重要的參數(shù)了，電路設計必然會關(guān)注這個參數(shù)。然而，查看眾多的電感規(guī)格書手冊，有時也會把人搞懵，特別是對新手而言、為什么呢？

這是因為各家標注電流方式個不相同，有的廠家就只有一個額定電流，有的廠家會標兩個，一個是飽和電流，一個是溫升電流。還有的更為詳細，會標電流的典型值和最大值，但是奇怪的是典型值居然比最大值還大，也是無語。

為了理解這些內(nèi)容，那我們就來看看飽和電流，溫升電流，額定電流分別指的是什么吧。

飽和電流 Isat

飽和電流 Isat 一般是指電感值相對于初始值衰減 30%（一些廠家是 10%，40%）的偏置電流。

飽和電流為什么會存在呢？

電感一般都含有磁芯，特別是功率電感，磁芯是存在磁飽和的。什么是磁飽和呢？由于磁芯材料自身的特性，其通過的磁通量是不可以無限增大的。通過一定體積導磁材料的磁通量大到一定數(shù)量將不再增加，不管你再增加電流或匝數(shù)，就達到磁飽和了。當電流已經(jīng)使磁芯飽和，再增加電流，也基本不會再使磁通量增加，或者說增加很少，等同于空心電感的增量，因為飽和之后磁芯失去作用，等同于空心電感。電流增大，而磁通量不增加，那么電感阻礙電流的作用就沒有了，也就是說電感器失去了作用，這時的磁芯完全飽和。

當然我們并不會等到電感完全飽和。事實上，在電流比較小的時候，單位電流產(chǎn)生的磁通量與電流成正比，這個意思就說磁芯磁導率為常數(shù)。而隨著電流慢慢增大，單位電流的增加產(chǎn)生的磁通量的增量是下降的，也就是說隨著電流的增加磁導率是慢慢下降的，因此，電感的感量也下降。所以就有了前面的定義，電感量衰減到 30%（一些廠家是 10%，40%），我們就說電感飽和了。

還有個問題，飽和電流到底是有效值還是瞬間值呢？畢竟用于開關(guān)電源中，電感電流是直流上面疊加交流分量，并且交流分量還不小，這個必須得搞清楚。

飽和電流可以理解為瞬間值，因為電感的飽和的原因是因為磁芯飽和，只要電流達到一定值，就會使磁芯磁飽和，而不論你是什么時候達到。所以在電路設計中，一定不要讓電感的最大電流值（瞬間值）超過其飽和電流。

溫升電流 Irms

溫升電流，一般指電感自我溫升溫度不超過 40℃時的電流。

曾經(jīng)有人問我，這個溫升電流對應的溫度，指的是電感內(nèi)部的，還是指的外殼？這個問題我也沒找到答案，不過應該不影響我們進行電感選型。

如上圖，是順絡的某電感參數(shù)，可以看到，電感的工作溫度范圍是 -40 到+125℃，后面括號說明了是包含自我溫升的，所以，當電路工作環(huán)境溫度小于 125-40=85℃時，只要我們電感電流不超過溫升電流（此時溫升為 40 度，加上環(huán)境溫度，正好 125 度），那么就沒有問題，當然了，我們會留一些裕量。

估計又有人問了，那我環(huán)境溫度小于 85 度，那是不是就可以超過額定溫升電流 Irms 使用呢？

理論上超一點沒有問題，但是不建議，因為會有新的問題，超多少不會出現(xiàn)問題呢？沒有一個定值。并且，因為超過 Irms 之后，溫升隨電流增加上升很快的，如下圖示例所示：

這個曲線是順絡電感的電流與溫升的關(guān)系，可以看到，曲線類似是指數(shù)曲線，在溫升達到 40 度后，電流只要增加一點點，溫度就升高很多。

所以，建議不管環(huán)境溫度比 85℃低多少，都不要使電感電流超過溫升電流 Irms，這樣就萬無一失了。

同樣也有一個問題，這個溫升電流是有效值還是瞬間值呢？

答案是有效值。溫升電流，說的是使溫度上升到一定值的電流大小，這不就是有效值的定義么，其符號 rms 也說明了這一點。

額定電流 Irat

額定電流其實就是包含前面 2 個電流，飽和電流和溫升電流。

我們工作中溝通時為了方便，說額定電流是多少多少，其實就那兩個電流中的小者。有些規(guī)格書中只寫了一個電流，那么設計中就把這個電流當作額定電流來設計。

來到開篇的問題，為什么最大值比典型值要??？

這是因為，典型值指的是，電感生產(chǎn)出來后，這個電流上限參數(shù)平均是某個值，這個值就叫典型值。

而設計電路時，我們需要所用的所有電感，都能滿足要求，所以不能是典型值。而標注的 max 值，廠家是站在用戶的角度來說的，只要你設計不超過這個最大值，那么就 OK，所以其實是所有電感的電流值都比這個 max 值要大，自然 max 值要比平均值 type 要小了。

總結(jié)

1、電感的額定電流，包含飽和電流和溫升電流。

2、在電路設計中，電感的最大電流瞬間值不能超過飽和電流，電流有效值也不能超過溫升電流。一般情況下，需要留 20%-30%左右的裕量。