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为替代选型读懂功率电感数据手册:Isat 20 % 与 30 %、Irms 温升、测试频率与温度额定

由 MST Engineering 根据英文原文翻译。 查看原文

简要结论: 电感量相同、电流数值相近的两颗功率电感往往无法直接比较,因为各厂商对这些数值的定义不同。在认定替代件之前,请把两份数据手册的五个字段放到同一口径:电感测试条件、Isat 下降定义、发热电流的温升、温度额定(环境温度还是零件温度)以及尺寸/焊盘。本文以三份官方数据手册为例:Bourns SRP1038A、Coilcraft XAL4020(Document 806)和 MAZO VCMA-0420(revision A4)。

1. 五个字段并排对比

Bourns SRP1038A、Coilcraft XAL4020 与 MAZO VCMA-0420 数据手册定义对比表:电感测试频率、Isat 下降百分比、发热电流温升、温度额定和尺寸
字段Bourns SRP1038ACoilcraft XAL4020MAZO VCMA-0420
电感测试100 kHz, 1 V1 MHz, 0.1 Vrms, 0 Adc1 MHz, 1.0 V
Isat 定义电感量下降 20 %25 °C 下电感量下降 30 %(典型)L0 下降约 30 %
发热电流Irms:温升 40 °CIrms:温升 20 °C 与温升 40 °C 两列Idc:自 25 °C 起温升约 40 °C
温度额定–55 °C 至 +150 °C,含温升环境 –40 °C 至 +125 °C(40 °C 温升 Irms 下);零件最高 +165 °C–55 °C 至 +125 °C,环境加自身温升
尺寸11.0 × 10.0 × 3.8 mm4.0 × 4.0 mm,最大高度 2.1 mm最大 4.75 × 4.45 × 2.0 mm

2. Isat:同一磁芯,20 % 和 30 % 是两个不同的数

饱和电流是电感量下降到规定百分比时的直流电流。在同一零件上,30 % 定义对应的电流高于 20 % 定义,所以 30 % 的 Isat 看起来更大。本论坛已有实例:SRP1038A-R36M 在下降 20 % 时额定 60 A,而 MAZO VCMA-1040-R36-M-1A 在约 30 % 下降时典型值为 54 A([完整对比](/community/t/11-srp1038a-r36m-bourns-0-36-h-power-inductor-specs-and-mazo))。这两个数不能直接排高低。请向厂商索取 L-I 曲线,或在两份数据手册印出的曲线上按您自己的峰值电流比较。

3. 发热电流:看清数值背后的 ΔT

Coilcraft 给出 XAL4020-221ME 温升 20 °C 时为 12.0 A、温升 40 °C 时为 16.8 A:同一零件两个数。MAZO 和 Bourns 采用 40 °C 温升。请用 40 °C 对比 40 °C。三家都注明温升取决于板上铜箔、气流和周边元件,因此需在实际应用中验证。

4. 温度额定:环境温度还是零件温度?

温度额定柱状图:MAZO VCMA-0420 零件温度 –55 至 125 °C(含自身温升),Coilcraft XAL4020 环境 –40 至 125 °C 且零件最高 165 °C,Bourns SRP1038A –55 至 150 °C(含温升)
Bourns 和 MAZO 给出的范围已包含自身温升,零件本身必须处于范围内。Coilcraft 给出的是 40 °C 温升电流下的环境温度范围,外加零件最高温度 165 °C。用一颗"含温升 125 °C"的零件替换零件上限 165 °C 的零件,在相同环境温度下热余量要小得多。

5. 检查顺序

替代选型六步检查流程图:封装与高度、电感量及测试条件、同一下降定义下的 Isat、同一温升下的发热电流、温度额定、认证与包装
1. 封装与高度:比较焊盘,而不只是本体尺寸。VCMA-0420 最大 4.75 × 4.45 × 2.0 mm,XAL4020 为 4.0 × 4.0 mm、最大高度 2.1 mm([完整对比](/community/t/3-can-vcma-0420-r22-m-1a-replace-xal4020-221mec-a-datasheet-co))。 2. 在相同测试频率和电压下比较电感量。 3. 用同一下降百分比定义比较 Isat,并对照您的峰值电流。 4. 用同一 ΔT 比较发热电流,再估算零件温度。 5. 温度额定:环境温度还是零件温度。 6. 认证与物流:AEC-Q200、MSL、卷盘规格。
六项全部通过的零件仍然只是候选件。可互换性只能在您的电路板上确认。
Bourns、Coilcraft 和 MAZO 的名称与型号仅用于识别。MST 与上述厂商无隶属或背书关系。

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