功率电感温升太高的原因有哪些?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-05-23 01:20 标签： 低温对电感的影响

开关电源输出烧毁的5大原因：

①电感与开关电源输出功率不匹配。线圈直流电阻大，导致满负荷或超负荷输出时，线圈温度持续升高直至烧毁。这种原因可能性有但又不大。

②电源长时间超负荷运行(可能性较大)。这将导致电感的线圈电阻损耗(直流)和磁芯涡流损耗(交流)加重，这两种损耗都变成热能，使电感温度快速升高直至烧坏。一般开关电源超负荷50%(即额定输出功率150%)时，保护电路才起作用。电源的额定输出功率，实际上也是极限输出功率，使用时不能超出，而且要留有一定余量。这样才能连续、安全、稳定运行。

图片来自网络：开关电源

③电感质量有问题。如果电感磁芯质量不好，当有较大高频交流分量通过电感时，就会在磁芯中产生很大的涡流损耗，使磁芯线圈温度持续升高直至烧坏。

④滤波电容失效。这将导致整流后的所有脉动交流成份全部加在电感上，使磁芯涡流损耗达到MAX值，温度快速升高使电感烧坏。此时，输出电压降低，靠负反馈提升电压，这样使输出脉动交流成份更大，磁芯涡流温升更快，导致恶性循环，最后电感烧毁。

⑤电感线圈匝间短路。这也是可能原因之一，类似于电源变压器，如果出现线圈匝间短路，变压器必烧。

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熟悉电子电路设计的朋友一定都知道，在整体设计中存在一些发热非常严重的，如整流桥、MOS管、快恢复二极管这些。而在功率中，电感和高频变压器则成为了发热现象的重灾区。那么在功率中，它们的合理温升应该是多少，在恶劣条件下的极限温升又该是多少呢?

一般来说，电管、变压器类的都控制在120℃左右。半导体结温控制在0.8，具体的可以参考《GJB/Z35-93元器件降额准则》。

在实际操作中，在室温35℃环境下半导体器件热平衡后，其最高不超过80°;磁性器件最高不超过90℃。当然“最高温度”测试方法因人而异，该情况使用的是FLUKE标价5K的一个二维热成像仪。

其实实际上，对于元器件温度的要求，不能用一个笼统的标准来全部概括。很多人在实际操作中发现低频整流桥工作在100℃左右的环境也是没有问题的。其他的功率半导体，则需要看是金属封装还是塑封的，150℃工作温度或者塑封的在最恶劣的情况下，最高温度控制在100℃以内都是没有有问题的。而175℃工作温度或者金属封装的，在最恶劣的情况下，最高温度控制在120℃以内，应该还算是安全的。

需要特别注意的是，那种“轴线”封装的二极管，特别是肖特基二极管，包括部分TO252封装的肖特基二极管，最高温度控制在100℃显然是不够的。换句话说，降额幅度还应该与封装体积挂钩。封装越大，电压、电流、温度的降额幅度可以越小。

如果关于温度的问题大家还是觉得没有靠谱的说法，那么可以从公式计算的角度来试着分析。首先要考虑的是最恶劣情况下的温度，如最高温度下满载工作，整流桥、MOSFET、快恢复二极管表面温度不要超过110~115℃，或根据经验公式估算结温：Tj=Tc+P*Rthjc(P为MOSFET的功耗，Rthjc为MOSFET结到壳的热阻)，结温估算出来对比功率器件规格书最大结温，对比是否满足降额要求即可，电感如果是磁环做的，磁芯和表面不要超过120℃，如果是用EE类的，磁芯线苞温度测内部温度，内部磁芯和线包苞不要超过140℃，有时候带风扇的模块，测表面线苞有时候很凉快，其实内部可能温度非常高，已无法满足安规要求，注意线、胶带、挡墙等材料的温度等级选择。

本文从实际操作的角度出发，为大家讲解功率电源器件的发热情况以及极限工作温度。并在最后通过公式计算的方式，用更加富有理论性的方式为大家提供了一种温度知识的参考。正在被器件工作温度困扰的朋友不妨花上几分钟来阅读本文，相信会有意想不到的收获。

电感功耗及温升计算计算电感功耗需明确磁芯的具体型号和线材的电流密度 开关电源变压器 磁芯多是低磁场下使用的软磁材料,它有较高磁导率,低 的矫顽力,高的电阻率。磁导率高,在一定线圈匝数时,通过不大的激磁电流 就能有较高的磁感应强度,……
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