电感饱和是指当电感中的电流增大到一定程度时,电感的磁场达到最大值,再增大电流,电感内磁场的密度就不再随着磁感强度的增大而增大,而是趋于饱和,即磁场密度不再增加,电感器件失去了电感器件本应有的线性特性。
因此,当电感中的电流达到了一定程度时,电感的物理特性就会发生改变,电感的电抗减小,即等效电阻值增加,进而导致电路中的谐振频率偏移,甚至是导致电路失效。
电感饱和的原因在于,当磁通密度达到磁芯的饱和磁通密度时,磁通密度就不再随着磁场强度的增加而增加了,电感的电阻随之增大,等效电容减小,接收电路的频率容易出现偏移。
另外,电感饱和还有可能是由于电感中的铁磁材料过多,本身的线圈结构也不合理,导致电感器件不能保持足够的磁场饱和磁通密度,从而失去了电感的线性能。
电感饱和的危害主要有两个方面:
首先,电感饱和会导致电路中的信号失真,因为随着磁通密度的增加,电感器件的等效电阻值增大,与其他电路元件的电阻值相差甚大,极易导致难以确定的电路失效或不稳定的电路运行。
其次,电感饱和还会导致电源的过度负荷,特别是在电流不断增强的情况下,电感的热耗散也会增加,可能会损坏电感器件并影响其他电路元件的正常工作。
为了避免电感饱和,在电路设计中应该尽可能控制电流的大小,适当增加电感器件的数量和容量,尽可能使电感器件工作于其线性范围内,这可通过选择适当的电感参数来实现。
此外,在电路板设计和制造过程中,还应考虑提高电路板的防干扰能力,减小共模噪声和差模噪声对电路的影响,提供正确的绕线方案和盖斯通的电源滤波,并使用适当的电容元件降低线路的产生的噪声,从而有效地避免电感饱和的危害和负面影响。