 |  | | | | 这么好的话题没人参与？俺先乱扔一块石头，希望能激起大家的波澜。
饱和电感在设计的时候应该考虑到以下几个方面：
1、饱和磁场强度；2、磁导率；3、磁阻；4、延时时间； |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | 一、饱和电感的作用
饱和电感的作用是在单端变换器中作为无损吸收或者软开关电路的电感元件使用，以适当的设计参数获得最佳的吸收或者软开关效果。如图所示：
图中L2即饱和电感，根据电路的不同，可以在MOSFET的S、D脚任意一端。但一般不要放到续流二极管D1两端去。
这个电感可以是不饱和电感，也可以是饱和电感，还可以是磁珠电感。效果各不相同。
单端拓扑包括所有的不隔离直接变换拓扑，饱和电感总是位于其开关器件的某一端。
有变压器或者偶合电感的电路不适合饱和电感的应用，这是由于变压器或者偶合电感总是存在漏感，而漏感具有与饱和电感显著不同的特性，其吸收或者软开关的实现应该围绕漏感展开。 |
|
|
| | | | | | | 二、饱和电感的效果
采用饱和电感，只要参数设计得当，可以达到相当好的、近乎理想的软开关效果。
因此，个人认为，只要采用设计得当的饱和电感无损吸收方式，将使单端拓扑的性能得到一个相当显著的提升，完全可以与有源软开关媲美。
性能的提升包括开关损耗，开关应力，总效率，可靠性，成本
饱和电感最典型的应用，也是最能带来明显效果的应用就是常见的boost结构的PFC电路。与硬开关电路比较，功率器件的损耗可望数倍降低，效率可望整点提高。 |
|
|
| | | | | | | | | 饱和电感用于PFC 能有这么强悍的效果？
CCM PFC，SiC diode，用饱和电感能带来什么帮助呢？我觉得徒有增加损耗罢了吧。 |
|
|
|
| | | |  | | | | | | | | | 你的图可能只对普通的diode有作用，如果采用sic的diode，反向恢复基本没有，饱和电感似乎没什么作用了。在SIC 没出来之前，这个电路应该作用很大。这个电路貌似很少用了吧？ |
|
|
| | | | | |  | | | | | | | | | 可饱和电感还可以用于上输出整流二极管。
碳化硅二极管压降太大，只适合比较高的输出电压的输出整流；而对低电压输出，用MOSFET做有源整流最适合；对于中等电压输出，传统的肖特基二极管、硅快恢复二极管仍然是最理想的选择。
另外，设计恰当的可饱和电感还可以降低MOS管漏极电压上升速率，这有助于降低EMI的产生。 |
|
|
|
|
| | | | | 三、饱和电感的性质
饱和电感作为一个特别的元件，具有三个最主要特性
1、电感特性，这个电感有明确的初始电感量，这个电感是一个非线性特性非常显著的电感，随着电流的增加，电感量减少，一直到0，即进入饱和状态。
饱和状态的电感为0，这极有利于功率的传输，可以获得高效率。
什么电流情况下进入饱和，以何种方式进入，对电路影响甚大，是需要仔细推敲的，是设计的重点。
进入饱和状态前，有一个非常短暂的时间电感是存在的，尽管是非线性的。
在退出饱和状态电流下降的0的过程中，同样有一个非常短暂的时间电感是存在的，与上述过程相反。
这两个短暂的时间与我们的开关时间ton、toff正好对应。
由于这个这个电感的存在，才能使我们能够实现预期的缓冲、吸收、谐振等功能。由于其电感是非线性的，其暂态过程非常复杂。
2、损耗特性
饱和电感是一个耗能器件，或者说是一个功率器件，主要原因是在开关导通瞬间吸收顺态电流的储能远比关断过程残余电感最终释放的能量多，大部分能量在饱和或者脱离饱和的过程中消耗掉了，该能量表现为饱和电感的磁损。
3、高频电阻特性
饱和电感实际上是介于理想电感和磁珠电感之间的一种电感，只要参数合适，对EWI抑制效果是明显的。当然这也可以理解为因为饱和电感在相当程度上实现了软开关所达到的效果。 |
|
|
|
|
|
| | | | | | | 饱和状态时电感量为0，意味着此时电感等同于电阻了吧，就是一堆导线了吧？ |
|
|
| | | | | | | 除外 缓冲、吸收、谐振，还有开关及驱动，
它只在饱和时才矫顽，不会像硬磁材料那样在任意强度停留；
磁「放大」器也有 线性跟开关两种吧（线性的就要用软磁材料 且须对称磁路了）？ |
|
|
| | | | | 四、饱和电感设计方法
饱和电感是以非常敏感的大动态、功率级而非信号级的瞬态参数为对象，以非常复杂的非线性过程实施控制。事实上，饱和电感本身的参数的些微改变，对控制对象---开关波形的影响是非常显著的。
遗憾的是，实际上很难找到关于饱和电感的设计方法方面的文献。如果说理论分析由于其复杂性使得我们基本上不能依靠计算获得设计参数，那么经验公式总该有吧？竟然也没有！
论坛上有不少以分析计算为强项的高手，但我估计没有几个人能够在这个问题上说得清楚。
估计工程上多半是以实验为主，这里面有很大的盲目性。 |
|
|
|
| | | | | | | | | 大师千万不敢当，既然走在大街上被总坛主从顶楼乱扔的石头砸中了，总得希望有个交代吧。  |
|
|
|
|
| | | | | 发了贴，自然希望引起讨论，遗憾的是没有人跟贴，只好自己跟自己了。其实这种状态很没趣，改变一下方式看如何？
一方面，饱和电感的精确设计显然是工程上缺失的一环。另一方面，饱和电感的正确应用确实能够带来出乎许多人意料之外的效果，因此这个话题应该引起足够的兴趣。
现在招募感兴趣的人来共同参与这个话题，条件是有兴趣、有时间、会Saber，最好有实验条件。不是有许多人到处寻找研究方向和课题吗，欢迎参加。
这个话题最终将得出关于饱和电感的一系列重要结论和成果。
请元件制造商关注这个话题，饱和电感将是一个可以规模化生产的一种电子元件。 |
|
|
| | | | | | | 既然是饱和电感，对于磁芯来说会用到整个磁滞回线，磁芯的损耗会很大，合适的磁芯不好找，
金属磁磁导率高，损耗巨大，NiZn铁氧体磁导率太低，电感太小，作用有限，
MnZn铁氧体倒是居中，但发热任然不太好处理 |
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | 我们将精确获得磁芯的损耗，否则怎么得到明确的结论？ |
|
|
| | | | | | | 这个方面太难，所以只能是来听讲了，李工的每个帖子都相当好，得学习好久 |
|
|
| | | | | | | 饱和电感的用途很广，现在要求磁感应方式测mA级的交直流电流，正是使用的饱和电感。
请问有没有仿真模型
|
|
|
| | | | | 提一個小問題，不知大家關注過沒有。
輸入交流(任一根線)處串一個差模電感，如果這個差模電感臨近飽和時會有什麼影響？除了EMI外，電感本體會不會燒壞？ |
|
|
| | | | | 饱和电感装在RCD吸收电路二极管上与装在MOSFET漏极效果是一样的吗？ |
|
|
| | | | | | | 肯定不一样，导通时间都不一样，不过都能减小EMI是不可否认的
饱和电感，不错的话题，在电子电源安全要求越来越高的今天，是该对此多研究研究了
顶楼主！ |
|
|
|
| | | | | 饱和电感设计方法（续）
首先，我们要知道饱和电感的设计（目标）参数是哪些？尽管这个问题一直是是含混不清的。
伟林 总坛主在1楼仍了块石头，说应该考虑到以下几个方面：
1、饱和磁场强度；2、磁导率；3、磁阻；4、延时时间；
我们来试着归纳一下：
1、用什么磁性材料最合适？包括：饱和磁场强度、磁导率、磁滞回线、磁芯的高频损耗特性等等，这些参数我们现阶段只能这样解决：在现有的、可采购到的磁性材料里面筛选比较适合做饱和电感的材料。或许更深入的研究可以提出一种更加适合做饱和电感的磁性材料研发指标，那是后话了。
2、采用什么结构最合适？包括了绕组结构、磁路结构和散热结构等等。希望最终可以得到一种适合工业生产的饱和电感结构设计范例。
3、在什么应用条件下采用什么参数的饱和电感最合适？包括以下不同的应用条件的变化：拓扑、电压等级、PWM（频率、占空、波形）、吸收形式（无损、有损、软开关等）、器件参数（开关和快恢复二极管）、控制方式（常规、交错或PFC），分布参数。
4、还有什么需要明确的？大家提出来。 |
|
|
| | | | | | | 这么有研究方向的帖不能冷了呀
不过饱和电感平时接触的不多
我挺一下此贴 |
|
|
| | | | | | | 楼上有人已经提出来了，就是发热。这个问题在实际应用的时候会很难受的。不管是吸收还是软开关，这个器件离功率管比较近，发热不解决，很难实现真正意义上的量产 |
|
|
|
| | | | | | | 楼主的问题很好。我曾经使用过原边的饱和电感。尝试使用了PC40铁氧体，非晶和超微晶材料。饱和电感顾名思义肯定工作在饱和状态，磁芯的损耗是必然的。损耗主要与工作频率和材料直接相关。我和制造厂家讨论过，选择合适的材料，可以明显地降低损耗，使饱和电感工作在可以接受的温度范围之内。超微晶材料应该是损耗比较低的一种，通过灌封的方式可以解决散热问题。超微晶有多种规格，据说性能最好的，损耗非常低，几乎不需要考虑过多的散热问题，但是价格比较高，相当于普通超微晶磁芯的10倍左右。
希望更多的人参与讨论。 |
|
|
| | | | | | | | | 其实，从某种意义上说，饱和电感就是要让它发热，如果不发热，饱和电感就失去了意义，问题是如何控制发热量，刚好是电路需要的，怎么散热。 |
|
|
| | | | | | | | | | | 附件是关于尖峰抑制器的设计指导，供参考。
饱和电感的计算应该是不准确的，通过计算能估计选择磁环的大小，匝数等问题。饱和电流的确定估计还是需要通过试验来验证的。磁芯材料的B-H曲线本就是一个非线性的函数，可以通过曲线来估计损耗。饱和电感的发热量对固定的磁芯来说变数不大，个人认为选择较低的高频铁心损耗应该是设计饱和电感时最重要的指标。 |
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | 你所说的“饱和电感就是要让它发热，如果不发热，饱和电感就失去了意义”，能更好地解释一下吗？不发热不好吗？ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | 不发热的就是不饱和电感，需要额外的附加电路来转移电感上的储能，实现无损吸收或者软开关。
而事实上，这样的电路，由于不饱和电感的介入，吸收回路电流一般比较大了，通过二极管或者MOS上的电流损耗比较大，同样是要发热的。
与其都要发热，何不用简单的饱和电感方式来实现？ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | 全桥用饱和电感是有的啊。我看到过广西大学的一片硕士论文上就是这样用的。做的是移相全桥倍流整流。 |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | 呵呵！恩！现在是有很多的全桥用到饱和电感！只是他的严格的计算却相对缺乏！我在这个方面做了好多次试验，当然也查阅了相关的书籍！可是，依然没有取得明显的进展！我设计的电感是要用到焊接电源上面的，当然也有人称为谐振电感之类的！这点到不重要！ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | 关于饱和电感的设计有阮新波的《脉宽调制DC_DC全桥变换器的软开关技术_10190434》和张世远的《磁性材料基础》（理论）讲得很仔细！ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | 王聪的那本软开关变换器上就用的饱和电感来减少占空比丢失的 |
|
|
| | | | | | | | | | | 怎么样将电感退出饱和到下降到电流值为0的这段的时间缩短
1、11万的磁导你所测试的应是有效磁导。
2、将初始磁导做高；
3、BR值做高；
4、有可能的话，匝数增加。 |
|
|
|
| | | | | 【实际上很难找到关于饱和电感的设计方法方面的文献。如果说理论分析由于其复杂性使得我们基本上不能依靠计算获得设计参数，那么经验公式总该有吧？竟然也没有！
论坛上有不少以分析计算为强项的高手，但我估计没有几个人能够在这个问题上说得清楚。】
版主摆下擂台，发出英雄帖了， 呵呵。  |
|
|
| | | | | | | 非常感谢你的回复  ，也让我更全面的了解了这方面的情况！ |
|
|
|
| | | | | 要计算可饱和电感，首先是正确理解可饱和电压的工作原理和工作过程，只要做到了这一点，只要有磁芯的详细资料，计算并不是太大的问题。
顺便说一句：32楼给出的资料 vac.pdf有点错误，具体在图3下面的相关解释里面，可饱和电感的工作点实际上是不可能从2跳到4的。我就从这儿开始讲解一下可饱和感的工作：
（……工作点到达剩磁点2。）当二极管反偏之后，由于反向恢复的缘故，我们可以认为在Trr时间范围内二极管是导通的。由于此时可饱和电感的存在，阻止反向流过二极管的电流突变，反偏电压全部加到可饱和之上，电感电流线性增加，工作点从2向3移动，经过时间t，工作点越过3到达饱和点a（图中缺）。此时，饱和电感失效，电压全部加到了二极管之上。（当可饱和电感饱和之后，电感存储的能量1/2i^2L将变成热量被耗散掉，这就是可饱和磁芯发热的主要缘故）
从电路反偏开始，二极管两端电压很低，电感电流使二极管内部的少数载流子减少的过程并不会在二极管内部导致大的损耗；在t之后，虽然二极管反向电压变得很高，但因为二极管内部的少数载流子已经消耗了想当一部分，所以此时的反向恢复电流导致的损耗将比没有可饱和电感降低很多。
根据这里的描述，我们可以知道可饱和电感的设计要点了：关键是选取一个适当的时间t，这个时间必须和二极管的反向恢复时间Trr匹配，既不能太大也不能太小。如果t太大，则电感来不及饱和二极管就已经反向截止了，此时电感存储的能量无处释放，虽然可以用辅助电路来解决问题，但却失去了使用可饱和电感的初衷；如果t太小，可饱和电感所起的作用将会比较有限，并不能大幅度降低二极管的反向恢复电流导致的问题。
对于t的计算，我想大概不需要我来多嘴了吧？ |
|
|
|
| | | | | | | 楼上说的很多 饱和电感对机器有很大的好处 减低二极管的毛刺 但是如果设计不好 可能就和漏感差不多，达不到效果 所以设计的时候小很小心 要在机器工作的时候达到饱和 填补变压器刚工作的不足，一般还是用在反激输出二极管前面比较多一点
SIC二极管说起来很好，但是对于小电压 的机器很少使用，还不如使用快恢复，而且陈本也贵很多 |
|
|
| | | | | | | | | SIC SBD最适合的用处大概是PFC吧，如果输出电压超过100V也可以考虑。
对于输出电压十几二十伏的电源，如果用SIC SBD，虽然开关损耗基本上没有了，但增加的导通损耗有可能使总损耗反而增加。 |
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | 不是非晶态，是磁粉芯，铁硅铝、高磁通、MPP之类的 |
|
|
| | | | | 这个话题我非常感兴趣，不过楼主对饱和电感的理解我感觉有些偏差。
1、饱和电感的作用基本上是做功率延迟开关用的，不是用于吸收的。
2、饱和电感发热是无奈的，因为用于尖峰抑制时，饱和电感要反向矫顽，所以铁损比较大。
3、饱和电感储能很小，因为它的回线非常窄，而且Br/Bs很大。所以饱和电感几乎可以不被看做电感，可以近似于一个开关。
4、饱和电感和铁氧体磁珠不一样，前者是开关，后者是用来滤波的。对于饱和电感的要求是：高磁导率、高Br/Bs、低矫顽力、高电阻率，最好能做成磁珠样。
5、我的烦恼是，目前饱和电感的工作频率都太低，最高的钴基非晶不到300K。这是因为金属材料的电阻率太低，所以频率高了涡流损耗太大。像铁基的100K到头了。这样对于现代开关电源来说，高频发热严重。
6、尝试用铁氧体来替代非晶材料，用于高频饱和电感，感觉MgMnZn系的材料应该合适，但是还没有找到这类材料的数据，无法展开计算。
希望有人能提供各类铁氧体材料详细的参数，以便于计算和选择。 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | 最近也在使用饱和电感，是在有限双极性全桥开关电源上的，能够延迟电流的上升，从而使开关管达在零电流的时候开启达到ZCS。对于这个饱和电感的选型还真不是很会，我的方法是从勇同一种磁芯绕不同的感量看输出波形，采用不同的磁芯绕相同的匝数或者感量看输出的波形，然后确定最后的电感。方法都是比较笨，版主对于饱和电感有没有什么好的文档或者书籍推荐的。 |
|
|
|
|
| | | | | 饱和电感的饱和阈值是怎么确定的？大家有什么计算依据 |
|
|
|
|
|
| | | | | U=LdI/dt主要看电流变化值，我的理解就是纹波，饱和就是电流不在增大，就是磁场不在增大。 |
|
|
|
|
收藏
分享
津公网安备 12010402000296号