功率电感参数的基本含义及计算方法
电源电感功耗计算
电感损耗包括铁损和铜损。
电感磁芯中的功耗磁滞损耗和涡流损耗。
电感线圈中的功耗介绍。
解决方案：xx定律等数学物理方法计算功耗。
双极性变化的磁通对电感施加变化的正弦电压信号得到磁芯损耗与磁感应强度的关系曲线。
用估算法计算电感总损耗。
众所周知，电感损耗包括两方面：其一是与磁芯相关的损耗，即传统的铁损；其二是与电感绕组相关的损耗，即通常所谓的铜损。
功率电感在开关电源中作为一种储能元件，开关导通期间存储磁能，开关断开期间把存储的能量传送给负载。
磁滞特性是磁芯材料的典型特性，正是它产生电感磁芯的损耗。
导磁率越大，磁滞曲线越窄，磁芯功耗越小。
电感磁芯中的功耗电感在一个开关周期内由于磁场强度改变产生的能量损耗是在开关导通期间输入电感的磁能与开关断开期间输出磁能之间的差值。
如果用ET代表一个开关周期电感的能量，则：。
根据安培定律：和xx定律：，上述等式中的ET为：。
随着电感电流减小，磁场强度减弱，而磁感应强度从另一回路返回并变小。
在此期间，大部分能量传送给负载，而存储能量和传送能量之间的差值即为损失的能量。
而磁芯由于磁滞特性引起的功耗是上述能量损耗乘以开关频率。
该损耗大小与艬n有关，对于大多数铁氧体材质磁芯而言，n介于2.5~3之间。
到目前为止，上述磁芯储能和损耗的推导与结论都基于下列条件：磁芯工作在非饱和区；开关频率在磁芯正常工作范围内。
电感磁芯除了上述的磁滞损耗外，第二种主要损耗是涡流损耗。
感应涡流在磁芯中流动将产生I2×R(或V2/R)的功耗。
如果把磁芯想象为一个高阻值元件RC，那么，在RC将产生感应电压，根据法拉第定律，，其中AC为磁芯的有效截面积，因此功耗为：，由此可见，磁芯由于涡流导致的功耗与磁芯中单位时间内磁通变化量的平方成正比。
另外，由于磁通变化量直接与所加电压成正比，所以，磁芯的涡流功耗与电感电压和占空比成正比，即：，其中VL为电感电压，tAPPLIED为一个开关周期(TP)中开关的导通(ON)或截止(OFF)时间。
电感计算方法
电感计算方法电感在电路中的选择（注：只有充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作用，才能更优的设计DC/DC电路。
本文还包括对同步DC/DC及异步DC/DC概念的解释。
）简介在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要选择电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线电阻，机械尺寸等等。
本文专注于解释：电感上的DC电流效应。
这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L（C是其中的输出电容）。
虽然这样理解是正确的，但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中（Fairchild典型的开关控制器），电感的一端是连接到DC输出电压。
另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。
在状态1过程中，电感会通过（高边“high-side”）MOSFET连接到输入电压。
在状态2过程中，电感连接到GND。
由于使用了这类的控制器，可以采用两种方式实现电感接地：通过二极管接地或通过（低边“low-side”）MOSFET接地。
如果是后一种方式，转换器就称为“同步（synchronus）”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。
在状态1过程中，电感的一端连接到输入电压，另一端连接到输出电压。
对于一个降压转换器，输入电压必须比输出电压高，因此会在电感上形成正向压降。
相反，在状态2过程中，原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。
对于一个降压转换器，输出电压必然为正端，因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式：V=L(dI/dt)因此，当电感上的电压为正时（状态1），电感上的电流就会增加；当电感上的电压为负时（状态2），电感上的电流就会减小。
通过电感的电流如图2所示：通过上图我们可以看到，流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。
上图也称为纹波电流。
根据上述的公式，我们可以计算出峰值电流：其中，ton是状态1的时间，T是开关周期（开关频率的倒数），DC为状态1的占空比。
功率电感器的使用方法
功率电感器的使用方法功率电感器是一种用于测量电路功率的仪器。
它能够将电路中的功率转化为电信号输出，通过测量这个输出信号的大小来确定电路的功率。
功率电感器有着广泛的应用领域，包括电力系统、工业生产、科研实验等。
使用功率电感器的方法如下：1. 首先，确定测量的电路类型和参数。
在使用功率电感器之前，需要明确测量的电路类型，例如交流电路还是直流电路，以及电路的电压、电流等参数。
这些参数对于选择合适的功率电感器至关重要。
2. 选择合适的功率电感器。
根据测量电路的参数，选择合适的功率电感器。
功率电感器根据测量范围和精度的不同，分为多种型号和规格。
在选择时，需要考虑电路的功率范围、频率范围以及测量精度等因素。
3. 连接电路和功率电感器。
将功率电感器与待测电路正确连接。
通常情况下，功率电感器需要与电路的电压源和负载之间串联连接。
确保连接正确无误，避免短路或开路等情况。
4. 调整功率电感器的测量范围和零点校准。
根据待测电路的功率范围，调整功率电感器的测量范围。
并且，在测量之前，需要对功率电感器进行零点校准，确保测量结果的准确性。
5. 进行功率测量。
在连接和校准完成后，可以开始进行功率测量。
根据功率电感器的输出信号，可以得到电路的功率数值。
在测量过程中，需要注意电路的稳定性，避免外界干扰对测量结果产生影响。
6. 记录和分析测量结果。
在完成功率测量后，需要及时记录测量结果。
可以使用笔记本、电脑或其他记录工具，将测量结果进行保存。
同时，对测量结果进行分析和比较，以便进一步了解电路的性能和工作状态。
7. 注意安全事项。
在使用功率电感器时，需要注意安全事项。
避免触碰电路和功率电感器的高压部分，确保操作人员的人身安全。
另外，要注意使用过程中的温度和湿度等环境因素，避免对功率电感器的测量准确性产生影响。
功率电感器是一种重要的电力测量仪器，可以用于测量电路的功率。
使用功率电感器时，需要选择合适的型号和规格，正确连接电路和功率电感器，进行测量范围和零点校准，进行功率测量，并记录和分析测量结果。
功率因数详解
功率因数功率因数（Power Factor是衡量电气设备效率高低的一个系数。
它的大小与电路的负荷性质有关， 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。
功率因数低，说明无功功率大， 从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。
关于功率因数的讨论网上也有不少文章，但很多人仍然对一些概念存有误解，这将为系统的设计带来诸多危害，有必要在此再加以澄清。
一、功率因数的由来和含义在电子领域的负载有三个基本品种：电阻、电容和电感。
电阻是消耗功率的器件，电容和电感是储存功率的器件。
日常所用的交流电在纯电阻负载上的电压和电流是同相位的，即相位差q = 0°，如图1(a)所示;交流电在纯电容负载上的电压和电流关系是电流超前电压90°(q =90°)，如图1(b)所示;交流电在纯电感负载上的电压和电流关系是电流滞后电压90°(q = -90°)，如图1(c)所示。
图1 不同性质负载上的电流电压关系功率因数的定义是：(1)在电阻负载上的有功功率就是视在功率，即二者相等，所以功率因数F=1。
而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90°，所以所以功率因数F=cosq = cos90°=0，即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零。
从这里可以看出一个问题，同样是一个电源，对于不同性质的负载其输出的功率的大小和性质也不同，因此可以说负载的性质决定着电源的输出。
换言之，电源的输出不取决于电源的本身，就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。
从上面的讨论可以看出，功率因数是表征负载性质和大小的一个参数。
而且一般说一个负载只有一种性质，就像一个人只有一个身份证号码一样。
这种性质的确定是从负载的输入端看进去，称为负载的输入功率因数。
一个负载电路完成了，它的输入功率因数也就定了。
比如UPS作为前面市电或发电机的负载而言，比如六脉冲整流输入的UPS，其输入功率因数就是0.8，不论前面是市电电网还是发电机，比如要求输入100kVA的视在功率，都需要向前面的电源索取80kW的有功功率和60kvar的无功功率。
电感和感应电动势的计算
利用法拉第电磁感应定律，即感应电动势等于磁通量变化率的负值 ，可以计算出单一导体在变化磁场中的感应电动势。
注意导体有效长度
在计算过程中，需要注意导体在磁场中的有效长度，因为感应电动 势与导体有效长度成正比。
线圈在均匀辐射磁场中感应电动势求解
确定线圈参数
需要确定线圈的匝数、半径、面积等参数，以便进行后续 计算。
应用法拉第电磁感应定律
同样利用法拉第电磁感应定律，可以计算出线圈在均匀辐 射磁场中的感应电动势。此时，需要将线圈视为多个单一 导体的组合。
考虑线圈自感效应
在计算过程中，还需要考虑线圈自感效应对感应电动势的 影响。自感效应会使感应电动势减小，因此需要进行修正 。
线圈在交变磁场中感应电动势求解
确定交变磁场参数
电感和感应电动势的计算
汇报人：XX 20XX-02-06
目录
• 电感基本概念与性质 • 感应电动势产生机制 • 电感计算方法探讨 • 感应电动势计算技巧分享 • 实验验证与数据分析 • 总结回顾与展望未来发展
01
电感基本概念与性质
电感定义及物理意义
电感定义
电感是指导体在磁场中有效面积及导 体在磁场中作垂直方向运动所形成的 磁通量变化时，会产生电动势从而阻 碍电流变化的特性。
绕线电感器
采用绕线工艺，可制成大功率 电感器，适用于电力电子电路
。
磁场能量储存原理
磁场能量
当线圈中流过电流时，会在周围 产生磁场，磁场能量与电流的平 方成正比，与线圈的电感量成正 比。
能量储存
当线圈中的电流发生变化时，磁 场能量也会随之变化，电感器通 过储存和释放磁场能量来平滑电 流变化。
影响因素及参数选择
高考物理必考知识点详解—互感和自感
高考物理必考知识点详解—互感和自感互感和自感是电工学中非常重要的概念，它们是电子电路中起着关键作用的基本参数。
它们共同决定了电子电路中电压、电流和功率的响应，并控制着电子电路性能。
一般来说，互感是英文Inductance的缩写，它含义是一个电路中能够诱发一个激励电场产生一个电磁感应电场的电气特性，它表示传递电路的感应性。
通常情况下，互感也称作电感，它通常是一个电感器，有一个线圈和一个电子器件，其受到的外部电源的影响，产生一个感应电流和电压，这与环的匝数有关。
电感的表示一般使用L开头的单位：感度（Henry，H）或纳秒（Nano，Ln）。
自感是英文Capacitance的缩写，它是电路中能够出现电容性现象的特殊性质。
它表示电路中一个电容器的容量大小，也可以表示一个电容器部分或全部电路分立元件彼此之间的电容量。
自感作为一个电路参数，可以提供一种方式来应用电容到电路中，它根据电路中两个相距较近的电极之间的距离而不同。
电容的表示一般使用C开头的单位：法拉（farad， F）或皮法拉（pF）。
实际上，互感和自感通常是必需的，它们是两个重要的概念，任何电子电路都需要这两个参数，以保证其功能正常。
互感和自感电路参数具有高度的易变性，能够根据电路中电磁场的变化而变化。
电容和电感的当量（i.e.对于电路的同等影响）是一种重要的参数，它通常表示电路中电感和电容的综合，能够提供一种计算电路参数的捷径。
高考考试中常考互感和自感的内容涉及到电容和电感的定义、共振、交流电路的参数等。
其中，电容和电感线圈的定义在于电路中介绍使用了大量的电感和电容参数；电路中电感和电容的共振说明了电路可以实现自动激励，从而提高频率增益；电路参数是指电路由电容、电感和参考阻塞电路构成的参数，它们可以有效地控制着信号的强度和方向。
高考中使用此种参数，以显示某一特定电路中电容和电感的关系，也显示了微弱的利用参数，以实现特殊的功能，如减小噪音等。
总之，互感和自感是高考物理中的重要内容，考生在备考高考时，应了解电容和电感的概念、特性以及其在电子电路中的作用，从而及时掌握考试的知识点和考点，取得理想的考试成绩。
电感特性参数及含义
电感器特性参数及意义.表征电感器电器特性的参数,主要有:L、Q、DCR、SRF、IDC,检验其机械特性的方法主要有抗拉压、抗震压、抗冲击、耐高温、耐低温.L: (电感)：电流通过导体时，产生符合右手螺旋定则的磁场，这种现象叫电磁感应，简称电感.电感的特性为：不允许电流做瞬间的变化。
电感器（Inductor），凡能产生电感作用的器件统称为电感器；一般电感由线圈构成的，所以又统称电感线圈，为了增加电感量和Q值，并缩小体积，通常在线圈中加入铁粉芯。
电感值,国际单位为:亨利,其英文表示H. 常用单位为: 毫亨(mH) 微亨(μH)表征线圈产生感生电动势的能力.L的定义式为: L=dψ/di (微分表达式)意义: 磁通量相对于电流的变化率.L的计算公式:L=AL*N2L=4πuiN2Ae/le*108Al=4πui*Ae/le*108L:电感值(H)Al:电感系数( nH/ N2)N:线圈匝数(turns)Ae:磁芯有效横截面积(cm2)Le:磁路长度(或平均长度, cm)ui:磁芯材料的初始磁导率.实用经验公式:L1/N12= L2/N22→L1= N12/ N22*L2该经验公式在磁力线尚未饱和时准确度很高,发生磁饱和以后, 该公式失去效用.Q(quality factor):Q值是电感器的质量系数,用来表征电感器储存能量与消耗能量之间的关系.其数学表达式如下:Q值=贮存能量/消耗能量=XL/R=2πf*L/RXL:感抗(Ω)R:电阻(Ω)f:频率(Hz)L:电感值(H)从Q值的定义式中,很明显可以看出: Qd值越高越好,在数字通信电路中,Q值的大小直接影响着数据的传输速度.决定Q值高低的变量有三个, 即是R: 电阻(Ω) f: 频率(Hz) L: 电感值(H) .在稳恒电路中,电感器贮存的磁场能量为:E=½*L*I2E: 能量(J) L: 电感(H) I: 电流(A)上式的意义在于: 它很清楚地告诉我们,在大电流通过时,只有那些L值降低不大的电感器才可以贮存足够多的磁场能量. 这对于我们如何选用磁芯很有帮助.DCR:(Direct Current Resistance) 直流电阻值是构成线圈本身导体的电阻.若已知线径.线长和线材电阻率,则可直接计算其DCR值.DCR=ρ*4L/πd²(Ω)ρ:线材电阻率(Ω*m) L:线长(m) d: 线的直径(m)*.* 需要特别指出的是: DCR的测量值随温度的不同而不同,温度升高时,DCR也增大. 这是因为温度升高时,(所有金属)自由电子的无规则运动速度加快,电子之间的碰撞更加剧烈,使得金属材料的电阻率增大. 所以在测量DCR时必须等线圈恢复至常温.*.* 一般情况下,DCR的标注值以20℃时的测量值为标准.温度每上升1℃,其DCR 值增加0.4%.我们一般希望DCR值越小越好,因为多数情况下,DCR越小,电感器越不容易发热,能够承受更大的电流. 但也偶有特殊.SRF:(Self Resonant Frequency)自共振频率:所有的电感器在其绕组之间存在着电容性,称为分布电容.随频率升高时,电感器的感抗(X L).交流电阻值(R)同时升高,但频率高过某一个极限时,电感器的感抗急剧降低直至消失,而在特性上表现为电容性负载,使电感器发生这种现象的频率点(XL=0),称为该电感器的自共振频率点,即为在此频率之前,电感表现为感性,L>0,在此频率之后表现为容性L<0.电路的设计者在设计电子电路时,特别是高频电路时已经考虑到电路的正常工作频率,从而提出SRF一定要大于某一个限制值,以确保电路正常工作.影响电感器SRF值的因素有:磁芯材质,线径,圈数(L值)IDC:(Rated Current)电流限制值,一般从两个方面考评:一是基于电感值(L)的降低幅度,,标示为IDC1;二是基于正常工作时电感器线圈的温升,标示为IDC2.IDC1:表征磁芯的耐电流特性,在电流增加时,磁芯是否达到饱和状态.发生磁饱和时,L 值急剧下降,失去正常作用,一般情况下,IDC1限值是在L值降低幅度小于等于10%确定的.IDC2:表征线圈可以承受电流的能力,在电流增加时线圈是否会产生大量的热而烧毁. 线圈产生热,是因为线圈本身有电阻, 电流通过时其热功率符合下列表达式:P=I2R当其产生的热量大于其表面能够散发的热量时,线圈温度便会升高. 温度升高时,其表面的散热能力逐步增强,这样一来,总能找到一个温度点,使得线圈产生的热量刚好等于其表面散失的热量,此时,线圈的温度不再升高,开始维持平稳,关键的是我们如何控制这个温度点,使之不至于烧毁线圈.上式中, I适当时, 线圈的温度不需要升高太多(≦40℃)便可以达到热平衡, 这就是我们要寻找的IDC2.也就是线圈能够正常工作时所允许通过的电流限值.考虑一个电感器,除以上5个基本特性参数外,还应考虑到它的使用可靠性.这一点是设计工程师们必须想到的.电感器的使用环境(温度,湿度等)是否恶劣, 是否有酸碱性物质,是否有受摩擦,撞击等外应力的可能性,这些问题考虑之后,决定是否要加装套管,外壳等保护性装臵.样品制作及注意事项为更好地完成制样这一工作，下面是一些样品制作注意事项，供参考。
电感的主要特性参数,电感和磁珠的什么联系与区别
电感的主要特性参数,电感和磁珠的什么联系与区别电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性，频率越高，线圈阻抗越大。
电感器电感量的大小，主要取决于线圈的圈数(匝数)、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等。
而电感是闭合回路的一种属性，即当通过闭合回路的电流改变时，会出现电动势来抵抗电流的改变。
1、具体电感的定义电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
L=ψ/I2、电感的符号与单位电感符号：L电感单位：亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH) 、納亨(nH)，1H=103mH=106uH=109nH。
3、电感的分类按电感形式分类：固定电感、可变电感。
按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。
按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。
按绕线结构分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
按工作频率分类：高频线圈、低频线圈。
按结构特点分类：磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。
4、电感的主要特性参数电感量L：表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。
除专门的电感线圈(色码电感)外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。
感抗XL：电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。
它与电感量L和交流电频率f的关系为感抗计算公式：XL=2πfL品质因素Q：表示线圈质量的一个物理量，Q为感抗XL与其等效的电阻的比值，即：Q=XL/R。
线圈的Q值愈高，回路的损耗愈小。
线圈的Q值与导线的直流电阻，骨架的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。
线圈的Q值通常为几十到几百。
采用磁芯线圈，多股粗线圈均可提高线圈的Q值。
分布电容：线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。
分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。
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功率电感参数的基本含义
电感是什么？
电感是一种电路元件，它可以在自身磁场中储存能量。
电感通过储存将电能转换为磁能，然后向电路提供能量以调节电流。
当电流增加，磁场就会增强。
图1 展示了电感模型。
图1: 电感的电气模型
电感是采用绝缘线绕成线圈形成的。
线圈可以是不同的形状和尺寸，也可以使用不同的芯材缠绕。
电感的大小则取决于匝数、磁芯尺寸和磁导率等多种因素。
图 2 显示了关键的电感参数。
图2: 电感参数
表1 显示了如何计算电感(L)。
表1: 计算电感(L)
公式参数参数描述
µ = µr µ0磁导率
µr相对磁导率（磁芯）
µ0 = 4π10-7磁场常数（真空磁导率）
A M线圈面积（磁场面积）
I M线圈长度（磁场长度）
µ匝数
下面，我们将详细描述常见的电感参数。
磁导率
是材料响应磁通量的能力，也表明了在施加的电磁场中有多少磁通量可以通过电感。
表 2 显示了磁导率对磁通密度（B）的增强。
表2：计算磁通密度(B)
公式参数参数描述
B=µ×H µµ介质的磁导率
HH磁场（取决于几何形状、匝数和电流）
从表2 可以看出，磁通量的浓度取决于磁芯的磁导率和尺寸。
图3 显示了一个没有磁芯的线圈。
图3: 空心线圈
空心线圈的磁导率为常数值（µr air），大约等于1。
图4 显示了一个带磁芯的电感。
当然，有磁芯时，磁场会增强。
图4: 带磁芯的电感
不同磁芯材料的典型磁导率不同。
表3 列出了三种不同芯材的磁导率。
表3：磁芯磁导率
芯材符号磁导率
铁µr FE BASED50 至150
镍锌µr NiZn40 至1,500
锰锌µr MnZn300 至20,000
电感值(L)
电感将感应的电能存储为磁能的能力通过电感值来体现。
在开关输入电压驱动电感的同时，电感要为输出负载提供恒定的直流电流。
表4 显示了电流和电感电压之间的关系。
可以看出，电感两端的电压与电流随时间的变化成正比。
表4：计算电感压降
首先，确定设计需要的电感范围。
要注意，电感值在整个工作条件下并不是
恒定的，它会随着频率的增加而变化。
因此，对具有更高开关频率的应用，
需要特殊考量。
电感制造商通常在100kHz 至500kHz 的频率下测试电感，因
为大多数DC/DC 变换器都在此范围内工作。
电阻(R)
电感的电流电阻会导致散热，从而影响效率。
总铜损中包含了R DC 损耗和R AC 损耗。
R DC 与频率无关，始终恒定；R AC 则取决于频率。
表5 显示计算R DC 的方
法。
降低铜损的唯一方法是增大导线面积，即改用较粗的导线，或使用扁线。
采
用扁线可以使绕组窗口被完全利用，从而带来较低的R DC。
表6 所示为圆线与
扁线的横截面积比较。
表6：圆形与扁线的横截面积比较
直径1mm圆线
1mm x 1mm
(宽/厚)
扁线
表7 对圆线和扁线的特性进行了比较。
表7：圆线与扁线的特性比较
圆线扁线
•电感值更高•电阻(R DC)更高•绕组面积有限，降低了最大电感值
•电阻(R DC)较低
•横截面较小•匝数可以更多•电流较小•绕组窗口可以被完全利用
•匝数较少
•电流更高
使用公式(1) 可以估算电感的直流铜损(P DC)：
(P AC)铜损则取决于R AC，它是由频率驱动的邻近效应和趋肤效应引起的。
频率越高，P AC 铜损越高。
磁芯损耗
通常情况下，铁磁材料已可以满足磁芯电感所需的磁特性。
根据磁芯材料
的不同，电感的相对磁导率在50 至20000 之间。
当施加磁场时，这种材料的磁畴结构会产生反应；而没有磁场时，磁矩方向是随机的。
当磁能量变化时，会产生磁芯损耗。
磁畴沿磁场方向定向磁矩。
随着磁畴的扩大和缩小，部分磁畴会卡在晶体结构中。
一旦卡住的磁畴能够旋转，能量就会以热量的形式消散。
纹波电流(∆I
L)
纹波电流(∆I L) 指一个开关周期内电流的变化量。
电感在其峰值电流范围之外可能无法正常工作。
电感的纹波电流通常设计为在I RMS 的30% 至40% 范围之内。
图5 所示为电感电流的波形。
图5: 电感电流波形
额定电流(I
DC, I RMS)
额定电流是指使电感温度升高规定的量所需的直流电流。
温升(ΔT) 不是一个标准值，但通常在20K 至40K 之间。
额定电流在环境温度下测量得到。
其值通常在电感数据手册中提供，是最终应用的预期电流值。
对于环境温度较高的应用，设计人员应选择自热温度较高的电感。
图6 体现了温升与额定电流之间的关系。
该曲线可用于确定任意温升对应的电流值。
图6: 电感的额定电流曲
线
在一个应用中，工作温度(T OP) 由环境温度(T AMB) 和电感的自热值(ΔT)决
定。
T OP 可以通过公式(2) 来估算：
T OP=T AMB+ΔT
给定额定电流是估计电感温升的最佳方法。
温升还受电路设计、PCB 布局、与其他组件的接近程度以及走线尺寸和厚度的影响。
电感芯体和绕组中产生的过量交流损耗也可能导致额外的热量。
如果需要较低自发热，则需选用封装尺寸较大的电感。
饱和电流(I
SAT)
饱和电流额定值是指，在标称电感下降规定的百分比之前，电感可以支持
的直流电流。
每个电感的参考百分比电感下降值都是唯一的。
通常，制造商将该值设置在20% 到35% 之间，这会使电感的比较变得很困难。
但数据手册通常会提供一条曲线，显示电感如何随直流电流变化。
利用这条曲线可以衡量整个电感范围，以及它如何响应直流电流。
直流饱和电流取决于温度和电感磁性材料及其磁芯结构。
不同的结构和磁芯都会影响I SAT 值。
铁氧体磁芯是最常见的，其特点是具有硬饱和曲线（见图7）。
确保电感不会在感量下降点之外工作至关重要；因为超过该点，感量会急剧下降，功能性也会降低。
合成塑封电感在温度变化时感量下降稳定，具有软饱和特性。
由于其感量逐渐下降，因此可以为设计人员提供了更大的灵活性和更宽的工作范围。
图7 显示了两条饱和曲线。
蓝色曲线为典型的合成塑封电感软饱和示例；红色曲线为典型的NiZn/MnZn 鼓芯电感硬饱和示例。
图7: 电感饱和电流曲线
小感量（或大封装尺寸）的电感可以处理更高的饱和电流。
自谐振频率和阻抗
电感的自谐振频率(f R) 是电感与其自电容谐振的最低频率。
在谐振频率之下，阻抗处于最大峰值，有效电感为零。
图8 显示了电感的电路模型。
图8: 电感电路模型
电感在谐振频率(f R)之前具有电感特性（如图9 中的蓝色曲线所示），因为频率增加，阻抗增高。
在谐振频率下，负容抗(X C) 等于正感抗(X L), ，其值可通过公式(3) 估算：
超过谐振频率之后（如图9 中的红色曲线所示），电感则显现出阻抗减小
的电容特性。
超过这一点之后，电感也不会按预期工作。
图9 显示了感量与频率之间的关系。
图9: 感量和频率之间的关系。