インダクタの飽和とは

「コアは電流を処理するのに十分な大きさではなく、飽和状態に達する」とよく耳にします。飽和とは何ですか？なぜ飽和に達するのが悪いのですか？

Rawbrawbの答えは、飽和が発生する実際のメカニズムを説明していません。これはかなり簡単に理解できます。

材料が磁場を生成する方法を最初に理解するのに役立ちます。これを考える簡単な方法は、各原子が磁場を生成する小さな電流ループであることです。

磁性材料には、これらのループが大量にあります。これらのループは、すべてのループが整列している微視的領域である「磁区」に整列する傾向があります。磁化されていない材料では、ドメインの方向はランダムに分布しているため、正味の磁場はありません。

強磁性体に磁場を印加すると、磁区の整列が開始され、その結果、材料から「誘導」磁場が発生します。印加磁場を増加させると、磁区が整列する量が増加するため、誘導磁場が増加します。通常、これは非常に非線形です。ある時点で、印加された磁場はすべてのドメインを揃え、材料からの磁場を増加させることはできなくなります。この状態は「飽和」として知られています。

これを理解するには、まず磁場における透磁率の役割を理解する必要があります。透磁率の高い材料を磁場に入れると、磁場が強くなります。そのため、透磁率の高い材料を使用したデバイスは、同じデバイスを使用しているが材料を使用していない場合よりもインダクタンスが高くなります。これは、より少ないボリュームでより価値の高いコンポーネントを使用できるため、優れたプロパティです。

_{（ソース：material-sys.com）}

多くの場合、このような材料がサポートできる磁場強度には制限があります。どのように透過性を失う（または減少させる）かのメカニズムは、材料によって異なります。しかし、それを超えると透過性が低下する限界があります。この時点（Hm、Bm）で材料が飽和していると言われています。これは、水がぼろを飽和させる方法とよく似ています。この場合を除いて、ぼろはしばしば吸収した水分の一部を保持する能力を失うため、正確なアナロジーではありません。

これには主に2つの危険があります。

1. インダクタンスまたはリンクインダクタンスの値は良好な関係に従っていないため、回路を設計するパラメーターがシフトする可能性があります（この飽和が意図的でない場合）。しかし、いくつかの回路設計は、その役割を達成するために彼の効果に依存しています。
2. 一部の材料では、透過性が大幅に低下します。つまり、既存の磁力線は、ある場所を見つける必要があり、その結果、デバイスの周囲の体積を急速に支えるコア材料から「ポップ」するということです。これらの急速に拡大する磁力線は、他の磁気デバイスと干渉する可能性があり、電磁干渉（EMI）の原因にもなります。

エアインダクタのインダクタンス値ははるかに低くなりますが、この飽和効果も見られません。