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基本元器件 - 电感与磁珠

电感

电感的选型

  • 体积大小
  • 电感值所在工作频率
  • 开关频率下的电感值为实际需要的电感值
  • 线圈的直流阻抗（DCR）越小越好
  • 工作电流应降额至额定饱和电流的 0.7 倍以下，额定 rms 电流；
  • 交流阻抗（ESR）越小越好；
  • Q 因子越大越好；
  • 屏蔽类型：屏蔽式或非屏蔽式，优先选择屏蔽式。
  • 工作频率和绕组电压不可降额；
  • 品牌：贴片电感优选 TDK、MURATA（村田）、三礼、SUMIDA（胜 美达）

电感的关键参数

感值 L

一般误差有 10% 或 20%（测试条件是 1MHz 频率）。

感值大小区别：

  • 小感值：低 DCR，高饱和电流，更好的动态，更大的纹波电流。
  • 大感值：小纹波电流。

直流电阻 DCR

可以理解为寄生参数，和电感的封装大小以及感值有很大关系，选型时最好选择较小 DCR 的电感。

感值、尺寸与 DCR 的关系：

  • 电感感值相同，尺寸越小，DCR 越大。
  • 电感尺寸相同，感值越大，DCR 越大。
  • 电感感值相同，有磁屏蔽的电感，DCR 小于没有磁屏蔽的电感。

自谐振频率 SRF

因为电感寄生电容的存在，会发生 LC 振荡，和电容一样，只有在特定的频率下，才能发挥电感的特性。
按照经验值，SRF 一般是信号频率的 10 倍，此时的电感特性发挥的比较好。

电感饱和电流 Isat

电感感值下降 30% 时所容许通过的直流电流。

电感温升电流 Irms

在 20℃ 环境下，电感温度上升 40℃ 所容许通过的直流电流。

一般取 Isat 和 Irms 中较小的一个值作为电感的额定电流，且此额定电流应是电路中最大输出电流的 1.3 倍，留有一定的余量，降额使用。

磁屏蔽特性

一般情况下，屏蔽特性：工字型 ＜ 半屏蔽型 ＜ 一体成型。

🚧 磁珠

磁珠是一种电感型 EMI 静噪滤波器，实物和电感很像，其等效模型可以简化为一个电感和一个电阻串联。磁珠的单位是欧姆，根据型号的不同，可以抑制几 MHz-GHz 的噪声，经常被用在信号线和电源线上（串联使用）。

磁珠的单位是欧姆（Ω），电感单位是亨（H）。磁珠由氧磁体组成，电感由磁芯和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去，所以说电感是储能，而磁珠是能量转换（消耗）器件。

磁珠主要解决辐射干扰问题，信号线上多用磁珠，某一些高频电路如 RF、振荡电路、DDR SDRAM 等都需要在电源输入部分加磁珠；电感主要解决传导干扰问题，高频电感主要用于中低频滤波电路、RF 匹配等，功率电感主要用于 DC-DC 电路中。

磁珠的主要参数

  • 阻抗 Z：阻抗越大，抑制噪声的效果越好。（一般测试条件为 100 MHz）
  • 直流电阻 DCR：指直流电流通过磁珠时，磁珠呈现的电阻值。DCR 一般越小越好，对有用信号的衰减越小。
  • 额定电流 Rated Current：指磁珠正常工作时允许的最大电流。

参考与致谢

原文地址：https://wiki-power.com/
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