电感是一种电子元器件,由绕制在磁芯上的导线组成。当电流通过电感时,会在磁芯中产生磁场并储存能量。当电流改变方向或者突然中断时,磁场中的能量会流回到电路中,会产生反向电动势,形成所谓的“自感电压”。而“自感电压”会阻碍电流的变化,导致电感两端的电压上升。因此,电感是在电路中起到滤波、储能和阻波等作用的重要元器件。
电感在开关电源电路器中极为重要。由于开关电源在变化的电压和电流下,电感会产生剧烈的磁场变化,使得电感中流过的电流发生了快速而剧烈的改变,从而使电感中出现了很大的自感电压。而在开关电源中,使用电流的高频率越高,电感的磁场变化也就越频繁,自感电压也就越大,这就可能会造成电感产生较大的热能量,而发生发热现象。
此外,在工作过程中,由于电感中的电流频繁变化,电感内部所产生的涡流也会随之变化。涡流会使得电感的绕线发生能量损耗,从而对转化电能变成热能。
如何降低电感的发热?一个有效的方法是选择合适的电感。当我们在建造开关电源的时候,应该注意选用功率较大,内阻低以及电感电流饱和电流大的高质量电感。这种电感的电流饱和电流大,可以减少电感饱和产生热能的几率,而内阻小则降低了电阻损耗。
另外,在电路设计中,我们还可以采用多电感电磁屏蔽的方法来降低电感的发热。所谓电磁屏蔽就是在电路中加入一定的电感,阻隔电磁干扰,使电路中电感间传送的反向电磁场减小,从而将电感产生的热量降低。
综上所述,开关电源中的电感发热是由于高频率下电感的磁场变化造成的,而选用功率较大,内阻低以及电感电流饱和电流大的高质量电感和使用电磁屏蔽均是可以降低电感发热的有效方法。只要我们在电路设计和电感的选用上有所注意,就可以使电路更加可靠,从而延长电子元器件的使用寿命。