【インダクタ】温度特性について！『透磁率』や『インダクタンス』はどう変化する？

この記事ではインダクタの温度特性について説明します。
インダクタは常に一定の特性ではなく、温度が変わると、透磁率、インダクタンス、飽和磁束密度などが変化します。
また、B-H曲線や直流重畳特性なども変化します。
ではこれから詳しく説明していきます。

透磁率μの温度特性

透磁率μ_iは温度によって変化します。透磁率μ_iは一般的にはプラスの温度特性を持っており、温度が上がると、上昇します。
そして、ある温度で最大値μ_imaxとなり、さらに温度を上げると、透磁率が低下して、μ_i=1(空気の透磁率)となります。
この時の温度をキュリー温度Tcと言います。
キュリー温度は一般的に、最大値μ_imaxが『80%まで低下した点0.8μ_imax』と『20%まで低下した点0.2μ_imax』を直線で結び、この直線がμ_i=1になった時の温度となります。
インダクタの種類によって、透磁率の温度特性は変わります。広い温度範囲でインダクタを使用する場合などには、温度による透磁率の変化が少ないものを選択すると、安定して使用することができます。

インダクタンスLの温度特性

インダクタンスLは透磁率が大きいほど大きくなります。
そのため、25℃の時の変化率を0%とすると、25℃から温度が上がるとインダクタンスLは増加し、25℃から温度が下がるとインダクタンスLは低下します。

飽和磁束密度Bsの温度特性

飽和磁束密度B_Sは温度が上がると下がる傾向があります。

B-H曲線の温度特性

磁束密度Bと磁界Hの関係を示す曲線をB-H曲線と言います。磁界Hを上げていくとある値で磁束密度Bは飽和して増加しなくなります。この時の磁束密度Bを飽和磁束密度B_Sと言います。飽和磁束密度B_Sは温度が上がると下がるため、B-H曲線は上図のようになります。

直流重畳特性の温度特性

インダクタに電流を流すと、磁性材料が磁気飽和することで、透磁率が低下し、インダクタンス値が低下します。この特性をグラフで表したのを直流重畳特性と呼びます。
温度が上がると、磁気飽和がしやすくなります。そのため、直流重畳特性のカーブは上図のようになります。