糟糕！电感饱和了

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; t! x9 M9 C7 }电感饱和的原因
( Q( x) n( [+ g) r- ~% s4 F2 x先直观的认识下什么是电感饱和，如图1:

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图1
0 `3 `/ a& \7 l, z; p% b' w- t我们知道当图1线圈中通过电流时，线圈会产生磁场；
磁芯在磁场的作用下会被磁化，其内部磁畴会慢慢旋转；
; t1 }% ]9 W6 \) y4 E9 F* \* `" _当磁芯被完全磁化时，磁畴方向全部和磁场一致，即使再增加外磁场，磁芯也没有可以旋转的磁畴了，此时的电感就进入了饱和状态。
从另一个角度来看，如图2所示的磁化曲线，磁通密度B与磁场强度H之间满足图2中右侧公式：
3 Z3 a' y# Z; _7 e* z2 J7 I4 m6 ~当磁通密度达到Bm时，磁通密度不再随磁场强度的增大而大幅度增大，此时电感达到饱和。
由电感与磁导率μ的关系式可知：
! c- o* l8 n, O2 t! ^当电感饱和后，μ会大幅度减小，最终导致电感量大幅降低，失去抑制电流的能力。
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. y, x+ H! F9 x' X- L3 m图2
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判断电感饱和的诀窍
在实际应用中有没有判断电感饱和的诀窍呢？
可以总结为两大类：理论计算和实验测试。
- l; w/ O7 n7 q7 R4 s理论计算可从最大磁通密度和最大电感电流入手；
实验测试主要关注电感电流波形和一些其他初步判断方法。
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9 |5 c! e( ^: l8 U# W' ]! F下面就一一介绍这些方法。
计算磁通密度
2 t6 E: G& t6 k( ~& }此方法适用于利用磁芯来设计电感的场景。磁芯参数包括磁路长度le，有效面积Ae等。磁芯的型号还决定了相应的磁材牌号，磁材对磁芯损耗，饱和磁通密度等做了相应规定。
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/ E7 Z0 @* A) u# E有了这些材料，我们就能根据实际设计情况来计算最大磁通密度，公式如下：
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0 k1 Y# _! v# w实际中可简化计算，用ui来代替ur；最后与磁材饱和磁通密度相比较，就能判断设计的电感是否有饱和的风险。
计算最大电感电流
此方法适用于直接利用成品电感来设计电路。
6 J, ~; Q/ x9 i0 C; R不同的电路拓扑对电感电流计算有不同的公式。
4 c' P0 _( w9 z) v7 }5 s/ L. a以Buck芯片MP2145为例，可以按照如下公式计算，将计算结果与电感规格值相比较就能判断电感是否会饱和。

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通过电感电流波形判断
8 e2 L. I6 V$ X1 [: v" o# U+ l此方法也是工程实际中最常见和最实用的的方法。
还是以MP2145为例，使用MPSmart仿真工具进行仿真，从仿真波形可以知道，当电感没有饱和时，电感电流是一个斜率一定的三角波，当电感饱和时电感电流波形会有一个明显畸变，这是由于饱和后感量降低造成的。

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3 c1 G$ F' p+ w6 {$ }' J我们在工程实际中就可以基于此观察电感电流波形是否存在畸变，来判断电感是否饱和。
8 s1 R8 y: Z& d# Y. ?- l下面是在MP2145 Demo板上实测波形，可以看到饱和后有明显的畸变，与仿真结果一致。
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测量电感是否异常升温，听是否有异常啸叫
' E# P+ V$ U' g$ V! i( p在工程实际中还有很多情况，我们可能不能准确知道磁芯型号，也很难知道电感饱和电流大小，有时候也不能方便的测试电感电流；这时候我们还可以通过测量电感是否有异常温升，或者听是否有异常啸叫等手段来初步判断是否发生了饱和。

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9 O/ L. Q* ~( n& E3 e) m6 w6 w到此判断电感饱和的几个小诀窍已经介绍完了。希望对大家有所帮助。
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