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Part 01
前言
然而,有一個參數經常被大家遺忘,甚至很多電感的數據手冊里都找不到它的蹤影一一那就是電感的耐壓。“電感不就是一團銅線嗎?導線是導通的,又不是電容,為什么要看耐壓?接下來我們就聊聊這個問題。

Part 02
回歸基礎

2.飽和電流Isat:電感量下降一定比例,通常為30%時的電流。這是紅線,工作時的峰值電流絕對不能超過此值,否則電感飽和瞬間變為一根導線,導致開關管炸裂。
3.溫升電流Irms:電感溫度上升一定數值,通常為40℃時的電流。這決定了電感的發熱情況。
通常情況下,搞定這三個參數,90%的低壓DC-DC設計就不會出大問題。但是,剩下的那10%的高壓應用,正是"耐壓"參數發威的地方。

Part 03
電感為什么會有耐壓限制?
匝間絕緣: 電感是由漆包線繞制的。漆包線表面的絕緣漆層非常薄。如果電感兩端的壓差過大,分布在相鄰匝線上的電壓梯度可能擊穿這層絕緣漆,造成匝間短路。匝間短路相當于在變壓器內部形成了一個短路環,會產生巨大的熱量,并導致電感量瞬間燒掉。

端電極間距: 對于貼片功率電感,其焊盤之間的物理距離是有限的。如果輸入電壓高達幾百伏,而電感尺寸很小,如0603或0402,兩個焊盤之間的空氣或PCB表面可能發生爬電或擊穿,導致輸入直接短路。
線圈與磁芯/屏蔽罩絕緣: 有些磁芯材料,如錳鋅鐵氧體是具有一定導電性的,雖然電阻率較高,但在高壓下不可忽略。如果漆包線絕緣破損接觸到磁芯,或者線圈與金屬屏蔽罩之間的絕緣層不夠厚,高壓下可能發生擊穿,導致對地短路。
傳統的鐵氧體電感,其磁芯材料是金屬氧化物陶瓷,具有很高的電阻率,接近絕緣體。線圈繞在骨架上,與磁芯有物理隔離。而一體成型電感完全不同,它的磁芯是由金屬磁粉和有機粘結劑混合而成的。金屬粉末本身是良導體。為了防止渦流損耗,制造時會在每一顆微小的金屬粉末表面包裹一層極薄的絕緣層。整個磁芯實際上是無數個被絕緣層包裹的微型導體堆疊在一起。

這也是Molded這個詞的來由,所以你看一體成型電感的制造工藝是將其名字“Molded”體現得淋漓盡致,但是呢同時也埋下了耐壓隱患。

這層包裹在金屬粉末表面的絕緣層非常薄。當電感兩端或線圈匝間施加較高電壓時,電場強度一旦超過這層薄膜的介電強度,電壓就會擊穿粉末表面的絕緣層。一旦擊穿,原本絕緣的磁體瞬間變成了導體,電流不再只走銅線,而是通過磁芯抄近道,導致電感失效。

相比于鐵氧體電感動輒幾百伏的耐壓,一體成型電感的耐壓普遍較低,所以你看一體式成型電感的電壓一般都不高,也就幾十伏,咱們選型時一定要注意。
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