電感主要由磁芯、線圈組成,所以其溫度要求也由這兩方面的限制構(gòu)成。磁芯(Core):儲能電感的磁芯有鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、鐵氧體等構(gòu)成,目前使用最多的是鐵粉芯。
鐵粉芯存在高溫老化導致失效的問題,其失效機理可解釋如下:鐵粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質(zhì)混合壓制而成,絕緣介質(zhì)通常是高分子聚合物-樹脂類構(gòu)成,其在高溫下絕緣性能會慢慢劣化,鐵磁材料間的電阻會越來越小,從而磁芯的渦流損耗越來越大,大的損耗導致更高的溫升,這樣便形成了正反饋,這稱為熱跑脫效應(ThermalRunaway)。
鐵粉芯磁芯的壽命便是由熱跑脫效應決定的,其與溫度、工作頻率和磁通密度都有關系。但也需提醒的是,如絕緣介質(zhì)無高溫劣化問題,磁芯便不會有熱跑脫效應,這與使用的材料和工藝有關,并不絕對。磁芯的溫升與磁芯損耗直接相關,如前所述,磁芯損耗主要由磁滯損耗和渦流損耗構(gòu)成,對于粉芯類磁芯,由于磁材料間絕緣阻抗很大,渦流損耗幾乎可以忽略不計(但熱跑脫效應是由于渦流損耗越來越大引起)。磁滯損耗只與頻率和交流磁通密度(磁滯回線面積)有關,與其直流工作點磁通密度關系不大。