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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

文章作者:Power Lin
原文地址:https://wiki-power.com
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