buck转换器用于降压,是大家常用的DC/DC变换器,它以小尺寸,高效率著称,选用合适的电感材料对器件性能影响至关重要。当前常见的电感材料有铁氧体、金属材料如铁素体、铜、无氧合金等,根据电感材料对性能的影响,我们可以选用合适的电感材料。
首先,铁氧体电感具有质量较轻、高温稳定性好等特点,与铁素体及铜材相比,磁导率要低得多,当然还有更低的磁饱和场强。铁氧体电感还具有多种漏感,可以降低滤波电容,减缓滤波器的调节范围,从而提高buck转换器的渗透度。
其次,铁素体电感具有磁饱和场强高等特点,可以减小大小差异、远距离和附近的恶劣环境等因素的影响,从而在有限的空间范围内实现更高的电感量。此外,铁素体电感的市场成本相对较低。
高压下的buck转换器在瞬态稳定性和效率等方面表现优异,但是对于电感材料选取有更高的要求,因为电感中产生的涟漪和损耗会对效率和电路稳定性产生影响。目前,工业上使用的电感材料主要有铁氧体、铁素体、铜等。
在通常使用的低电压buck转换器中同样适用铜作为电感材料,这是因为铜是一种耐用且价格实惠的金属材料,在电路中有着较高的传输能力,并且可以适应高电流、高磁通、高温等极端情况。但是在高压的buck转换器中,磁通密度达到了铜的饱和值,可能会出现铜电感中全量的磁通浓度,从而产生能量损耗和电磁干扰。
因此,在高压buck转换器中,铁素体电感和铁氧体电感都是非常不错的选择,它们在高磁通密度下拥有更低的磁损耗,并且电磁干扰会比铜电感小得多。当然,选择合适的电感材料还需考虑实际的运行情况,才能确保buck转换器始终保持最佳性能。
电感材料温度的稳定性对buck转换器的稳定性和效率有很大影响,因为随着电流的变化,电感的温度也会发生变化,一旦电感的温度发生变化,便会导致电路中的电压、电流等参数发生不稳定,从而使buck转换器的效率和稳定性大大降低。
为了应对这个问题,我们在电感材料的选择中应该优先考虑电感材料的温度稳定性。铁氧体电感,特别是自生铁氧体电感,具有很好的温度稳定性和线性特性,可以在更广的温度范围内达到更好的性能。此外,铁素体电感在恶劣环境条件下具有较好的稳定性,在高温、高紫外线和高湿度环境下性能更加优异。
在buck转换器中,电感材料的选择对于转换器的性能有着重要的影响。在选择电感材料时,应考虑材料的磁导率、磁饱和和温度稳定性。通常情况下,铁氧体、铁素体和铜均可用作电感材料,但在高压buck转换器中,铁氧体和铁素体是更好的选择。通过合理的电感材料选择,可以获得更高效、可靠的buck转换器。