温升电流和饱和电流(电感和磁珠基本知识学习笔记)
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温升电流和饱和电流(电感和磁珠基本知识学习笔记)
电感是当年奥斯特和法拉第研究发现的产物，分别是电生磁和磁生电原理。无论大家看到的电感外形是什么样的，最终的形态都是线圈围绕磁芯材料。当电流流过线圈后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会生成感应电流，从而抑制电流的变化。所以电感一般都是储能器件，也有一定的滤波功能，但是不常用，一般是利用电生磁的原理实现滤波，且对低频信号滤波效果更好（低频阶段电感Q值较大，且DCR较小）。
电感的等效电路如下图所示：
其中，L是结构电感；C是分布电容，R是并联等效损耗。所以，电感是有容性和感性两种属性的。
电感选择主要参考下面这几个参数：
L（电感量）
额定电流
DCR（直流电阻）
Q（品质因子）
SRF（自谐频率）
L（电感量）
电感的作用是抑制电流的改变，电感量是衡量其抑制电流改变的特性。一个电感的电感量受磁芯材料、磁芯形状尺寸、线圈数、线圈形状和大小等因素影响，具体公式就不在此赘述。
额定电流
额定电流主要考虑两个参数：温升电流和饱和电流。且额定电流是选择两者中相对小的那个参数，如下是某款电感datesheet的描述。
其中温升电流，顾名思义，就是让电感温度升高的电流值；具体定义为电感在通入外加电流使表面温度从初始表面温度（20℃）上升到一定温度时的直流电流值（一般功率电感的温升是40℃）；温升电流的大小取决于电感直流电阻，直流电阻越小则温升容许电流越大。
饱和电流则定义为电感在通入外加电流而导致电感量下降一点幅度时的电流值（一般下降的幅度是30%）。电感磁体材料和线圈结构的设计会影响磁饱和电流的大小。
下图是温升电流和饱和电流的示意图，额定电流为两者中的最小者。
DCR (直流电阻)
电感的直流电阻指在无交流信号下测得的电阻。在电感的设计中，都要求使直流电阻尽可能小有利于降低产品损耗。其量度单位是欧姆，通常标称为最大值。
Q (品质因子)
电感的Q值是电感相对损耗的一个度量，被称为“品质因子”。它的定义是电感储能与耗能的比值，即电抗与有效电阻的比值；即Q值越大，相对电感值越大。
品质因子与频率关系
电感与频率关系
SRF (自谐频率)
自谐频率是指电感的分布电容和电感量发生谐振的频点。在这个频率下，电感感抗与分布电容容抗相等并且互相抵消，整体表现为电抗为零，在自谐频率处电感失去储能能力而表现出高阻的纯电阻特性。即在自谐频率点电感的Q值为零。
所以，储能型电感一般考虑上述几个因素，下图是某款电感产品的参数截图。
而磁珠，虽然外形与电感差不多，但是工作原理还是千差万别的。磁珠是一种能量转换（消耗）器件，依靠将电能转换为热能来滤波，不会对电路构成二次干扰。
磁珠（bead）的主要参数:
阻抗： 磁珠的单位是欧姆，而且是固定频率下的欧姆值，如20ohm@100Mhz。
DCR
额定电流
下图是某产品的参数截图
磁珠选型时，需要考虑上述三个参数，也需要查看阻抗-频率特性曲线，选择特性曲线满足滤波要求的产品。
从EMC（电磁兼容）的层面说，由于磁珠能将高频噪声转换为热能，因此具有非常好的抗辐射功能，是常用的抗EMI器件，常用于用户接口信号线滤波、单板上高速时钟器件的电源滤波等。
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