設計中如何選擇額定電流？工程師告訴你一招

兩種額定電流的解釋

1、Heating Current

功率電感在DC-DC電路中，電流經過時，會消耗一定的功率（銅耗Copperloss+磁耗Coreloss），消耗功率會導致電感的溫度上升，電感一般工作溫度有一定范圍，比如WE的電感允許的operating temperature: -40°C - + 125°C，ambient temperature: -40°C - + 85°C。為了電感可以在一定的溫度范圍內正常工作，電感廠商會給出一個基于電感溫度上升的額定電流即Heating Current，這個參數的限定值是根據電流在電感上的熱效應定義的，在大部分公司的電感的手冊里，以Idc（直流電流）來表示這個電流。

Heating Current定義為在電感上加上一定的直流電流，在自然對流的冷卻條件下，電感上的溫升為40°C時，電感里通過電流的電流值。

不同廠商的Heating Current的定義可能略有出入，在選型器件時，需詳細看一下數據表格下面的note。

注意：評估Heating Current一般都是直流電流，因為直流電流不會導致電感的鐵損，如果采用交流電流來評估的話，情況就復雜的多。

2、Saturation Current （飽和電流）

電感中直流電流的增加時，電感透磁率的數值會逐漸減少，因此電感值會緩慢下降。電感廠商會根據電感的電感值的下降程度為指標的額定電流，基于電感值的變化率的額定電流，即Saturation Current，大部分電感廠商將電感值下降20%時的通過電感直流電流作為額定電流。下圖是Wurth公司某款電感的電感值vs電流的曲線圖。該款電感規格書上將saturation current設定為電感值下降10%時的電流值，為16.6A。如果將saturation current設定為電感值下降20%時的電流值的話，大約為18.2A。

設計中如何選擇額定電流

Heating Current是評估的電感的熱效應，如果超過這個參數使用的話，會導致電感過熱。

Saturation Current，是以電感值的下降程度為指標的額定電流，在開關電源中，超出該范圍使用時可能會由于紋波電流的增加而導致IC控制不穩定。

所以在實際的使用中，簡單來說，一般選擇兩個電流值里面比較小的那個作為設計限值。比如下圖中的4個PLUSE電感的 Irated，均取的Heating Current和Saturation Current其中的相對小的那個作為額定電流 。(注意PA1513.321這個器件，為什么Irated不是45A？注意Pulse的Saturation Current定義為20%的電感值下降，41A的時候只有10%的電感值下降。)

為了系統更可靠，在實際的設計中，一般還會作20%以上的降額使用。