EPCOS / TDK耦合电感的介绍、特性、及应用

来源：HQBUY 发布时间：2022-03-03

摘要： 设计用于各种应用范围，具有高饱和电流。

EPCOS / TDK耦合电感设计用于不同的应用范围。这些紧凑型耦合电感具有高饱和电流。该模块可以用作非隔离DC/DC变换器拓扑中的耦合电感，也可以用作反激变换器中的变压器。它们也可以用作电源线路中的共模电感器。EPCOS / TDK耦合电感提供高达99%的耦合因数。紧凑坚固的设计提供功能隔离电压之间的两个绕组高达500V。

特性

建设

两个绕组的紧密耦合
激光焊接连接
卓越的机械和热坚固性

灵活的使用

1:1的变压器
串联或并联的两个单个电感器

电特性

额定电流高达7.05A
高饱和电流高达16.1A
RDC值低至0.018欧姆
高温范围高达+150°C

可用类型概述

DC / DC变换器拓扑

下面介绍五种DC/DC变换器拓扑结构。

SEPIC转换器

单端初级电感变换器(SEPIC)非常适合于电池供电设备和汽车应用。这些转换器提供一个恒定的非反向输出电压，可以高于或低于输入电压，允许电池电压波动和不同的负载场景得到补偿。这是可能的，因为SEPIC技术结合了降压和升压转换器。这种电路拓扑结构的另一个好处是恒定的输入电流，与C1和L1组成的输入滤波器相结合，可以显著降低传导干扰。采用耦合电感可以降低纹波电流负载和磁芯损耗。虽然耦合电容C(2)提供了输入和输出之间的一些隔离，SEPIC是一种非隔离拓扑。

ζ转换器

ZETA是一种多绕组变换器拓扑结构，基本提供了与SEPIC类似的功能。这两种电源转换器都可以提高和降低输入电压，并产生一个稳定的非逆变输出电压。另一个共性是直流传递函数V(OUT) = V(IN) x D/(1-D)。由于略微重新安排了输出L(2)和C(3)的电路配置，ZETA变换器提供了一个低纹波的连续输出电流。与真正的降压变换器不同，ZETA变换器只需要一个降压控制器IC直接驱动MOSFET。输出并没有与输入隔离。

英国Ć转换器

像SEPIC和ZETA拓扑一样，Ćuk转换器可以调节高于或低于输入电压的电压。某些应用需要的一个特殊特性是反向输出电压。从电磁干扰的角度来看，另一个优点是在转换器的输入和输出端都有一个连续的电流流和LC滤波器。这提供了一个稳定的电流消耗从电池，同时大大减少纹波电流。输出并没有与输入隔离。

回程转换器

反激变换器是工业电子和低功耗汽车应用中最常用的拓扑之一。这些转换器提供了一个相对简单和经济的设计这种电路拓扑，它只需要很少的组件。耦合电感作为存储扼流圈，也提供了输入和输出之间的电流隔离。能量转移发生在MOSFET的关闭时间。该拓扑可以产生远低于或高于输入电压的非反向输出电压。根据转换器的隔离要求或应用的安全标准，变压器或耦合电感的功能隔离可达500V。反激式转换器还提供了产生多个输出电压的能力。这种拓扑结构的缺点是开关晶体管产生的高压峰值。在变换器的输入端可能需要一个EMC滤波器来抑制传导干扰。

多输出巴克转换器

耦合电感也可以用来创建辅助或第二输出电压，分别使用一个buck调节器。这有助于简化电路的复杂性，节省成本和电路板空间。

常见问题解答

什么是耦合电感?
电感在多相拓扑中起着关键的作用。虽然基本上可以使用离散电感，但耦合电感可以帮助大大降低体积，提高电路的效率。在耦合电感器中，两个线圈绕在一个共同的磁心上。因此，L1和L2是磁耦合的，这允许能量存储在磁芯之间的线圈之间的转移。一次绕组和二次绕组之间的磁耦合效率由耦合系数K来定义。

耦合电感的好处是什么?
电感器是多相电压调节器的关键部件，如SEPIC, ZETA，和Ćuk转换器。不要求使用耦合电感器。可以使用两个单一电感器代替。然而，如果L1和L2紧密耦合，纹波电流在它们之间被分割。因此，所需的电感值只有一半。如果使用双电感而不是两个单功率电感，一个潜在的更小的组件可以使用，节省至关重要的板空间。

什么是耦合系数，如何计算?
耦合电感用于DC/DC变换器拓扑。耦合电感的作用是通过常用的铁芯将能量从初级绕组传递到次级绕组。两绕组间磁耦合的效率由耦合系数K定义，耦合系数K可由下式计算得到。