TAIYO 功率电感选型
- 格式:pdf
- 大小:264.25 KB
- 文档页数:5
电感的参数与选型时间:2010-08-28 01:32 来源:互联网作者:点击:匡]次一、电感参数我们首先看一下电感元件的主要参数。
见表1表1电感元件的主要参数主要参数定义说明电感量L电感量L也称作自感系数,是表示电感兀件自感能力的一种物理量它表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。
除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标志在线圈上,而以特疋的名称标注允许偏差电感线圈电感量的允许偏差它取决于用途,用于谐振回路或滤波器中的线圈要求精度较高;而一般用于耦合或作为阻流圈的线圈,要求精度不咼。
例如,振荡回路的电感线圈,允许偏差为土0.2%~± 0.5%;而高频阻流圈和耦合线圈,允许偏差为土10%± 15%感抗X L电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗X L 单位是欧[姆]。
它与电感量L和交流电频率f的关系为X t=2n fL品质因素Q品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量Q为感抗X L与其等效电阻的比值,即Q=X/R。
线圈的Q值越高,回路的损耗越小。
线圈的Q值与导线的直流电阻、骨架的介质损耗、屏蔽罩或铁芯引起的损耗、高频趋肤效应的影响等因素有关。
线圈的值通常为几十到几百分布电容线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底板间存在的电容被称为分布电容分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差因而线圈的分布电容越小越好直流电阻电感线圈自身的直流电阻可用万用电桥、数子万用表和欧姆表直接测得额定电流通常疋扌曰允许长时间通过电感元件的直流电流值在选用电感元件时,若电路流过电流大于额定电流值,就需要改用额定电流符合要求的其他型号电感器国半专家谈如何为便携式系统选择电感元件设计人员在考虑无源器件时,他们想到的是电感电容的生产容限,一般为土20%或土10%这在理论上是对的,但在实际应用中却不然。
本文介绍电容电感易受影响的一些参数以及系统设计人员必须了解的知识,并讨论如何为最小但最高效的便携式电源系统解决方案选择外部元件、选择电感为便携式电源应用选择电感,需要考虑的最重要的三点是:尺寸大小、尺寸大小,第三还是尺寸大小。
电感和磁珠的选型2008-10-08 12:36电感应用分为两类,一种用在谐振电路产生谐振,另一种是扼流圈,用于滤除纹波。
首先都必须考虑额定电流,因为它直接影响到器件温升导致可靠性降低,同时,对于含磁芯的电感,过大的电流会导致磁芯饱和,电感量下降。
对于谐振电感,电感的公差必须很小,高Q(即功耗低),寄生电容小。
对于普通的滤波电感,则要求不太严格。
简介:在电子设备的 PCB 板电路中会大量使用感性元件和 EMI滤波器元件。
这些元件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。
表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。
除了阻抗值,载流能力以及其他类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。
片式电感在需要使用片式电感的场合,要求电感实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流电抗。
谐振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路等等。
谐振电路还包括高Q带通滤波器电路。
要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中。
在电感的两端存在寄生电容,这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。
在谐振电路中,电感必须具有高Q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的要求。
高Q 电路具有尖锐的谐振峰值。
窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。
稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。
标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。
电感结构包括介质材料(通常为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈,或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。
在功率应用场合,作为扼流圈使用时,电感的主要参数是直流电阻(DCR),额定电流,和低 Q 值。
当作为滤波器使用时,希望宽带宽特性,因此,并不需要电感的高 Q 特性。
低的DCR 可以保证最小的电压降,DCR 定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。
1.电感的认识按结构可分积层结构和线圈结构,平常比较常见的有铁氧体磁珠(FERRITE BEAD),多层积层电感,绕线式电感,COMMON CHOKE,POWER DIVIDER,Transformer2.电感器的规范叙述例子:1 FERRITE BEAD ①②③④Ex. FERRITE BEAD 0201 240OHM100mA BLM03AG241SMD①COMPONENT SIZE②IMPEDANCE③RATED CURRENT 額定電流④VENDOR PART NUMBER2 INDUCTOR/CHOKE ①②③④⑤Ex. INDUCTOR 1uH15A 15% Mohm DIP Ex. CHOKE①INDUCTANCE②RATED CURRENT③INDUCTANCE TOLANCE④DC RESISTANCE 直流阻抗值⑤PACKAGE TYPE3 INDUCTOR CHIP ①②③④⑤Ex. INDUCTOR CHIP 1.8uH 270mA 10% 1.2OHM 2016①INDUCTANCE②RATED CURRENT③INDUCTANCE TOLANCE④DC RESISTANCE⑤PACKAGE TYPE4 CHOKE ①②③④⑤Ex. CHOKE 0.4uH 40A 10% 0.65mOHM RT①INDUCTANCE②RATED CURRENT③INDUCTANCE TOLANCE④DC RESISTANCE⑤PACKAGE TYPE ST/RT3.按参数选型-电感量L 电感元件自感应能力的一种物理量-允许偏差电感量的允许偏差-感抗电感对交流电流阻碍作用的大小-品质因数线圈质量的一个物理量,这个要看产品设计要求,线圈的Q值越高,回路损耗越小-分布电容线圈的匝与匝,线圈与屏蔽罩间,线圈与底版间存在的电容称为分布电容,分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差-直流阻抗电感的直流阻抗-额定电流允许长时间通过的电感元件的直流电感值在这里介绍一下电感和磁珠的区别电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。
摘要:本文首先介绍了磁性材料的特性,然后根据它的特性,讨论电子镇流器中电感线圈参数的选择与计算方法,包括选用磁芯尺寸、气隙大小、线圈圈数和漆包线线径等。
关键词:锰锌铁氧体初始磁导率磁通密度饱和磁通密度功率损耗居里温度气隙考虑到一些工程技术人员对磁性材料及所涉及的计算公式不够熟悉,为便于展开讨论,本文从基础知识讲起,首先介绍在电子镇流器中常用的锰锌铁氧体磁性材料的一般特性和磁路的基本计算公式,然后,在此基础上,再讨论电感线圈计算中有关问题,包括磁芯尺寸、气隙大小、磁芯中的磁感应强度、磁芯损耗以及线圈的圈数和线径的计算等。
这些内容对于从事电子镇流器设计的人员无疑是很有用的。
一.锰锌铁氧体磁性材料的一般特性表征磁性材料的磁性参数有以下数种:1.初始磁导率μi初始磁导率是基本磁化曲线上起始点的磁感应强度B与磁场强度H之比。
任何一种磁性材料的初始磁导率可以按以下方法求得:用该材料做成截面积为A(cm2)的圆环,平均直径为D(cm),在圆环上均匀分布绕线N匝,在LCR电桥(例如TH2811C数字LCR电桥)上,测出其电感为L(H),则可按下述计算公式求出其磁导率式中,Le、Ae分别代表磁芯磁路的有效长度及有效面积,如式(1)除以真空磁导率μ0(μ0=4π×10-7(H/m)),则得到相对初始磁导率,它可以表示为:式(1)、(2)中,L的单位为亨(H),D、有效长度Le的单位为cm,A、有效面积Ae的单位为cm2。
如D、A分别换用mm、mm2为单位,则式(2)中最后一项应换成1010。
公式(2)由于除以μ0,所以是无量纲的,一般在磁性材料的工厂手册中给出的初始磁导率,就是按式(2)求得的。
例1 有一个R5K材料磁环,其尺寸为外径12mm、内径6mm、厚4mm,试计算其相对初始磁导率。
解:在磁环上绕4匝线圈,测出其电感(用TH2811C数字LCR电桥在10kHz条件下测量电感)为53.1μH。
直接查厂家提供的数据表,查得磁环的有效磁路长度Le=26.1mm,有效截面积为11.3mm2。
电感的应用及选型电感,从工艺技术上,领先的基本上是三大日系厂商:TDK、Murata、Taiyo Yuden。
这三家的产品线完整,基本上可以满足大多数需求。
三家都有相应的选型软件,有电感、电容等所有系列的产品及相关参数曲线。
在电路设计中,电感主要有三大类应用:·功率电感:主要用于电压转换,常用的DCDC电路都要使用功率电感;·去耦电感:主要用于滤除电源线或信号线上的噪声,EMC工程师应该熟悉;·高频电感:主要用于射频电路,实现偏置、匹配、滤波等电路。
功率电感功率电感通常用于DCDC电路中,通过积累并释放能量来保持连续的电流。
功率电感大都是绕线电感,可以提高大电流、高电感;多层片状功率电感也越来越多,通常电感值和电流都较低,优点是成本较低、体积超小,在手机等空间限制较大的产品中有较多应用。
功率电感需要根据所选的DCDC芯片来选型。
电感值通常应使用DCDC芯片规格书推荐的电感值;电感值越大,纹波越小,但尺寸会变大;通常提高开关频率,可以使用小电感,但开关频率提高会增加系统损耗,降低效率;额定电流功率电感一般有两个额定电流,即温升电流和饱和电流;当电感有电流通过的时候,由于损耗的存在,电感发热而产生温升,电流越大,温升越大;在额定的温度范围内,允许的最大电流即为温升电流。
增加磁芯的磁导率,可以提高电感值,通常使用铁磁性材料做磁芯。
铁磁性材料存在磁饱和现象,即当磁场强度超过一定值时,磁感应强度不在增加,即磁导率下降了,也就是电感下降了。
在额定电感值范围内,允许的最大电流即为饱和电流。
磁滞回线:磁性材料-------铁氧磁体,比重计,多孔性材料密度仪,液体密度计,固体颗粒体积测试仪,磁性材料密度仪。
通常对DCDC电路设计,要计算峰值(PEAK)电流和均方根(RMS)电流,通常规格书中会给出计算公式。
温升电流是对电感热效应的评估,根据焦耳定律,热效应需要考虑一段时间内的电流对时间的积分;选择电感时,设计RMS电流不能超过电感温升电流。
技术大牛教你电感如何选型器件选型是硬件工程师的基本工作,本文主要从电感的工艺和应用出发,介绍电感如何选型。
一、电感的基本原理电感,和电容、电阻一起,是电子学三大基本无源器件;电感的功能就是以磁场能的形式储存电能量。
以圆柱型线圈为例,简单介绍下电感的基本原理如上图所示,当恒定电流流过线圈时,根据右手螺旋定则,会形成一个图示方向的静磁场。
而电感中流过交变电流,产生的磁场就是交变磁场,变化的磁场产生电场,线圈上就有感应电动势,产生感应电流:电流变大时,磁场变强,磁场变化的方向与原磁场方向相同,根据左手螺旋定则,产生的感应电流与原电流方向相反,电感电流减小;电流变小时,磁场变弱,磁场变化的方向与原磁场方向相反,根据左手螺旋定则,产生的感应电流与原电流方向相同,电感电流变大。
以上就是楞次定律,最终效果就是电感会阻碍流过的电流产生变化,就是电感对交变电流呈高阻抗。
同样的电感,电流变化率越高,产生的感应电流越大,那么电感呈现的阻抗就越高;如果同样的电流变化率,不同的电感,如果产生的感应电流越大,那么电感呈现的阻抗就越高。
所以,电感的阻抗于两个因素有关:一是频率;二是电感的固有属性,也就电感的值,也称为电感。
根据理论推导,圆柱形线圈的电感公式如下:可以看出电感的大小与线圈的大小及内芯的材料有关。
实际电感的特性不仅仅有电感的作用,还有其他因素,如:·绕制线圈的导线不是理想导体,存在一定的电阻;·电感的磁芯存在一定的热损耗;·电感内部的导体之间存在着分布电容。
因此,需要用一个较为复杂的模型来表示实际电感,常用的等效模型如下:等效模型形式可能不同,但要能体现损耗和分布电容。
根据等效模型,可以定义实际电感的两个重要参数。
自谐振频率(Self-Resonance Frequency)由于Cp的存在,与L一起构成了一个谐振电路,其谐振频率便是电感的自谐振频率。
在自谐振频率前,电感的阻抗随着频率增加而变大;在自谐振频率后,电感的阻抗随着频率增加而变小,就呈现容性。
如何选择新型叠层功率电感1.叠层功率电感(铁氧体大电流电感)现存的品牌、现状.1.1. 叠层功率电感主要有胜美达(SUMIDA)的,村田(MURATA)LQM系列;太诱MLCI系列;TDK MLP系列;顺络MPL系列;TOKODFE系列;日立HSLI系列和麦捷的MGFL系列.()1.2. 叠层功率电感目前现状:a. 各日系、台系以及大陆民营等电感生产厂家本着对市场上目前叠层功率电感所具备的体积小、重量轻及价格便宜的热潮争先恐后推出自己的叠层电感产品,力争在市场上能占有一席之地;TDK,MURATA在数码产品市场有着多年的客户基础,是最早把他们的叠层功率电感设计进智能手机芯片商的方案里的,接着就是SUMIDA,成功DESIGN IN 了如今最火的手机终端商苹果里,微软也被SUMIDA攻下了,国产名牌顺络和麦捷也不甘落后,正密锣紧鼓地向国内是手机方案商努力推进,TOKO也不甘落后。
b. 叠层功率电感为近期应部分便携式数码和通讯产品要求体积小、元件高密度布局发展需求并在一定程度上能替代传统绕线功率电感的新生产品。
但因为当前业界对叠层功率电感产品在规格定型等方面缺乏统一、明确的行业标准,加之各生产厂家存在着生产设备、研发能力、技术革新差异,导致其生产出来产品品质、器件的电气和机械性能、可靠性等方面参差不齐;当前客户在选用叠层功电感时因业界没有明确技术标准作参考,加上对该新型产品本身特性了解不足及其产品参差不齐境况,导致其选型过程中对额定电流等重要规格参数的理解产生误解,目前存在着样品在实际电路测试过程中出现电感量下降过大、噪声等异常.所有这些因客户对叠层功率电感选型不当导致产品测试出现的一系列问题在一定程度上产生了“叠层功率电感并不适合应用于开关电源电路中作DC-DC储能或滤波”的误解,目前部分客户存在着对叠层功率电感的应用和特性认识不足甚至存在应用上的盲区.以下为分析各家叠层功率电感的电气性能(以下图表均参考各品牌型号规格书,需要下载请链接)2.如何合理选型当前新型的叠层功率电感(铁氧体大电流电感);2.1 根据实际电路的工作频率、额定电流确定并选择合适标称电感量的电感(确定标称电感量);2.2 根据电路实际工作电流范围择合适饱和电温Isat和温升电流Irms的电感(确定额定电流Irat);2.3 根据电路实际工作温度范围选择合理正常工作温度的电感器(确保实际温度范围内电感器能正常工作,不致于因温度过高导致其因电感饱和或寿命缩减等引起电路整机性能下降);2.4 根据电路元件布局密度和空间要求选择符合上述第1、2项最小体积的电感(电感安装方式和外型尺寸);2.5 根据整机电路可靠和稳定性能以及成本价格等要求综合考量选择合适规格的电感器(屏蔽或非屏蔽结构).3.功率电感选型不当会产生怎样的后果?3.1 电感外型和尺寸选择不当将导致PCB板LAYOUT面积和整机空间增大,将不能很好实现产品轻便、小巧发展的趋势;3.2 标称电感量选择不当将导致电感实际动态工作时因其感量下降幅大过大从而满足不了电路的最小电感量需求,将引起电路纹波杂讯干扰过大(指用于滤波电路的滤波电感)或输出电压、电流动态不足造成整机性能下降(指用于DC-DC电源储能电感);3.3 额定电流Irat选择不当将导致电感在电路中工作时感量下降幅大过大,满足不了电路的最小电感量引起电感啸叫杂音、纹波过大、输出电压&电流不稳定以及电感表面温度过高所造成的一系列整机性能不稳定或效率低等异常情形;()4.预测叠层功率电感的前景.4.1 额定电流(饱和电流Isat和温升电流Irms)随着磁芯等材料以及工艺技术的日益发展将不断爬升(即同样体积条件下额定电流将出现较大幅度的提升);4.2 叠层功率电感产品的尺寸和标称电感量系列将随着客户应用需求日益增加而呈递增的形势,其体积将会沿着0603等趋势一步缩小以更好满足客户小型、轻便化产品设计需求;4.3 随着客户对叠层功率电感特性认知的日益增强,将广泛被客户接受并使用于数码产品中低电流型开关电源作储能或滤波用;4.4 随着叠层功率电感生产工艺不断成熟、自动化程度提高、市场推广不断普及,其成本会将出现进一步下降.5.如何用简单方法验证你的功率电感是否匹配?()3.1让电路处于满负载工作(即电路最大工作电流状况)电流的85~90%时,用示波器测试电感后级电路的电压波形,观察其有无尖峰毛剌、谐振干扰以及纹波的范围是否超出后级电路的最大允许规格值;如图为之前公司处理的一则开关电源因DC-DC转换功率电感选型不当导致开关电源输出带负载能力变差且干扰大异常.下图是示波器观察到A点的波形,MOS管关断之后,出现振荡.将电感量由1mH更换为2mH后,观察到A点的波形,振荡明显减小.3.2 25℃室温条件下电路正常工作时下用热电偶温度计测试电感表面温度,看其是否超过60℃,如果温度过高说明电感选型时额定电流偏低或D.C.R偏高等不合理情形;3.3 从低到高改变电路的负载(即电路中工作电流)范围,注意观是否有如下情形出现:A).空载和满负荷工作时输出电压差异是否过大(具体标准依实际电路确定)?B).负载切换或满负荷工作时电感是会产生机械或电子振音啸叫以及电压波形抖动等不稳定情形发生?。
下式是简单的电路学公式:当电流流经一电感时,会产生电压,由于该电压不为无限大,而电感也不为无限大,因此di也不为无限大,换言之,流经电感的电流不会瞬间剧烈变化,故相较于电容可稳定电压,电感可用来稳定电流。
因此我们在许多电子产品,随处可见功率电感的应用[6]。
由上图可知,截止时,由于电感内的电流不能突变,所以该功率电感会将之前导通时,电流流经时所储存的磁能,转成电流,供给整个电路运作,若没有功率电感,则当导通结束后,其输出电流会瞬间降为零[1-3]。
而输出电流之最大与最小值差异,即所谓的涟波,理论上当然希望越小越好,即输出电流越稳定,这样可以有较高的转换效率,以及较低的EMI干扰。
同时由下式可知[4-5] :电感值越大,则涟波越小。
但是,若电感值过大,会使负载端的瞬时响应变慢,则输出电流无法实时随着交换周期同步变化,因此需选取适当电感值,而非一味加大[1-3]。
另外,电感的高频等效模型与频率响应如下[1-3]:由于线圈间会有寄生电容,与其电感产生并联谐振,因此会有SRF,而SRF与EPC有关,因此EPC越小越好,即可确保电感性的频率范围越广。
而SRF需至少为DC-DC Converter切换频率的十倍,例如若切换频率为 1.2MHz,则SRF至少需12MHZ。
因此Layout 时,其功率电感下方要挖空,不要有金属,避免产生额外的EPC,导致电感性的频率范围缩减[1-3]。
而由上图可知,电感会有其内阻DCR,则根据P= I2R,会消耗许多电流( 都转换成热能),导致转换效率下降,因此DCR 越小越好[1-3]。
而电感值过大,除了会使负载端的瞬时响应变慢,也会因绕线圈数变多,导致DCR变大,因此需选取适当电感值。
而有加Shielding 的功率电感,DCR 较小,且可以防止EMI,同时也可避免与邻近金属耦合[1-3]。
另外由上图的电阻公式可知,表面积小时,其电阻会变大,因此同样的电感值,Size越小,其DCR就越大,故相较于0603,0402的电感,其DCR会较大。
如何正确选择电路中的电感器电感器是电路中常见的元件之一,它可以存储电能,并且在电路的稳定性和性能调节中起到关键作用。
正确选择电路中的电感器对电路的工作效果和可靠性有着重要影响。
本文将介绍如何正确选择电路中的电感器,包括选择适当的电感器参数、考虑电感器的损耗和温度特性、工作频率范围的选择等。
一、选择适当的电感器参数在选择电感器时,首先需要了解电感器的一些基本参数。
最常见的参数是电感值(单位为亨利)和额定电流(单位为安培)。
在实际应用中,根据不同的电路需求,需要根据电路的工作电流和所需的电感大小来选取合适的电感器。
通常来说,电感值应该略大于电路所需的电感大小,以确保电路的稳定性和性能。
其次,还需要考虑电感器的阻值。
电感器由于自身导线的电阻会引入一定的能量损耗,导致电感器的有效电感降低。
因此,在选择电感器时,需要注意电感器的阻值。
一般来说,阻值越小,电感器的效果越好。
而高阻值电感器则会引入额外的能量损耗,影响电路的性能。
此外,还需要考虑电感器的容差。
电感器的容差是指其实际电感值与标称电感值之间的差异。
对于一些对电感值有较高要求的电路,需要选择容差较小的电感器,以确保电路的精度和稳定性。
二、考虑电感器的损耗和温度特性电感器除了具有一定的电感值和阻值外,还会引入一定的损耗。
在实际应用中,这种损耗会导致电感器发热,进而影响电路的性能。
因此,在选择电感器时,需要特别关注电感器的损耗和温度特性。
一般来说,电感器的损耗主要包括两种类型:铁损和电阻损耗。
铁损是指由于电感器芯材对磁场的反应而引起的损耗,而电阻损耗则是由于电感器自身导线的电阻而引起的损耗。
在选择电感器时,需要根据具体应用场景来判断哪种损耗对电路影响更大,并选择相应的电感器。
此外,电感器的温度特性也需要考虑。
电感器的电感值和阻值随着温度的变化而变化,这可能会对电路的工作稳定性产生影响。
因此,在选择电感器时,需要综合考虑其温度特性,确保电路在不同温度下都能正常工作。
电感选取技巧01电感,和电容、电阻一起,是电子学三大基本无源器件;电感的功能就是以磁场能的形式储存电能量。
以圆柱型线圈为例,简单介绍下电感的基本原理如上图所示,当恒定电流流过线圈时,根据右手螺旋定则,会形成一个图示方向的静磁场。
而电感中流过交变电流,产生的磁场就是交变磁场,变化的磁场产生电场,线圈上就有感应电动势,产生感应电流:电流变大时,磁场变强,磁场变化的方向与原磁场方向相同,根据左手螺旋定则,产生的感应电流与原电流方向相反,电感电流减小;电流变小时,磁场变弱,磁场变化的方向与原磁场方向相反,根据左手螺旋定则,产生的感应电流与原电流方向相同,电感电流变大。
以上就是楞次定律,最终效果就是电感会阻碍流过的电流产生变化,就是电感对交变电流呈高阻抗。
同样的电感,电流变化率越高,产生的感应电流越大,那么电感呈现的阻抗就越高;如果同样的电流变化率,不同的电感,如果产生的感应电流越大,那么电感呈现的阻抗就越高。
所以,电感的阻抗于两个因素有关:一是频率;二是电感的固有属性,也就电感的值,也称为电感。
根据理论推导,圆柱形线圈的电感公式如下:可以看出电感的大小与线圈的大小及内芯的材料有关。
实际电感的特性不仅仅有电感的作用,还有其他因素,如:绕制线圈的导线不是理想导体,存在一定的电阻;电感的磁芯存在一定的热损耗;电感内部的导体之间存在着分布电容。
因此,需要用一个较为复杂的模型来表示实际电感,常用的等效模型如下:等效模型形式可能不同,但要能体现损耗和分布电容。
根据等效模型,可以定义实际电感的两个重要参数:❶ 自谐振频率(SelfResonance Frequency)由于Cp的存在,与L一起构成了一个谐振电路,其谐振频率便是电感的自谐振频率。
在自谐振频率前,电感的阻抗随着频率增加而变大;在自谐振频率后,电感的阻抗随着频率增加而变小,就呈现容性。
❷ 品质因素(Quality Factor)也就是电感的Q值,电感储存功率与损耗功率的比,Q值越高,电感的损耗越低,和电感的直流阻抗直接相关的参数。
高频电感选型原则1. 电感器的基本参数在现代电子设备中,电感器是不可或缺的一部分。
一个电感器通常由磁芯和线圈组成。
在基本工作原理上,电感器是一种电子元件,其通过阻碍电流的改变来储存和释放能量。
选择正确的电感器,有赖于对其基本参数的深入了解。
电感器的主要参数可以分为电学参数和物理参数两类。
1.1 电学参数电学参数是指电感器在给定电路中提供的各种带电特征。
在所有电学参数中,最重要的是电感系数、电阻、感应电容和电流限制。
1.1.1 电感系数电感系数是与磁芯的品种和形状密切相关的参数。
在选择电感器时,必须仔细考虑所需的电感系数。
如果电路所需的电感值远远高于电感器的电感系数,则必须考虑串联多个电感器或考虑使用不同的磁芯材料。
1.1.2 电阻电阻是电感器中存在的阻碍电流流动的电阻。
与电感系数不同的是,电感器的电阻值可以选择更合适的电路。
通常,低电阻电感器适合于高频电路,而高电阻电感器适合于低频电路。
1.1.3 感应电容感应电容在电路中产生的质量因素非常重要。
通常,电感器在高频电路中存在感应电容。
当选择电感器时,必须考虑感应电容对电路的影响,尤其是选择高频电路时。
1.1.4 电流限制选择电感器时,必须考虑电感器能承受的最大电流。
如果电路所需的电流超过了电感器的限制,则必须选择一个具有适当限制等级的电感器,或者考虑使用其他电感器配置。
1.2 物理参数物理参数是指通过研究电感器的外形、大小和材料,找到在给定的环境中最适合电路的电感器。
1.2.1 物理尺寸物理尺寸是指电感器的大小和形状。
选择电感器时,必须考虑它在实际应用中的大小限制,以确保电路可以嵌入目标设备。
1.2.2 磁芯材料在选择电感器时,必须仔细选择磁芯材料。
磁芯材料的选择可能取决于所需的电感值、频率范围,以及一些其他电学参数。
1.2.3 包装方式包装是指电感器被封装在特定材料中的方式。
常见的包装方式包括SMD,THT,PCB和插槽。
当选择电感器时,必须考虑它的包装方式对于目标应用的适用性。
电感参数有哪些?怎么选择电感?被绕制成螺旋形状的线圈具有感性,用于电气用途线圈被称为电感器,电感这个元件在电子电路中使用非常广泛,并且可以分为两类,一类是用于信号系统的电感,另一类是用于电源系统的功率电感。
电感这个元件使用非常普遍,也很容易被人忽视其一些基本参数,造成设计不足,导致产品出现严重的使用问题。
越是细节的东西就越值得仔细推敲,这是硬件工程师的基本功。
下面以功率电感为例,介绍电感的基本参数。
1 电感值电感值电感的基本参数,也是影响纹波电流和负载响应的一个重要参数。
电感和电容是对偶元件,电感有一个最重要也是最基本的公式:流过DC-DC转换器中功率电感的电流是三角波电流。
一般来说,可将纹波电流△I设置为负载电流Iout的30%左右。
因此,只要决定DC-DC转换器的条件,就能根据以下算式粗略计算适当的功率电感器电感。
在DC-DC转换器的SPEC或datasheet中都推荐了不同电感值作为参考值。
因此,即使不进行上述算式之类的计算,也能按照制造商的参考值选定,如果想更换新的电感型号,其参数也不应该与供应商推荐的参考值相差太远。
2 饱和电流Isat饱和电流特性也叫做直流叠加特性,其影响了电感工作时的有效感值,如果选择不合适,电感容易饱和,引起实际感值下降,不能满足设计需求,甚至有可能烧坏电路。
饱和电路各家的定义略有不同,通常而言指的是初始电感值减小30%时的电流,如下图,一个4.7uH 的电感,在1.5A时,电感下降了30%,只有大约3.3uH。
如果Isat不够的话,纹波电流会随着电感值的下降而增加。
因为根据上面的公式,在负载电流不变时,L减小了,I自然就会变大。
特别说明:如果此参数选择不合适,很可能引起输出电流纹波增加,进而导致峰值电流增加,引起电感值下降,电感值下降进一步增加输出电流纹波,行程恶性循环。
3 温升电流Itemp这是规定使用电感时的环境温度容许范围的参数。
温升电流的定义各家厂商也有区别,一般而言,指的是将电感温度上升了30℃时的电路。
电感选型计算电感之种类与其特性分析摘要电感器是开关转换器中非常重要的元器件,如用于储能及功率滤波器。
电感器的种类繁多,例如用于不同的应用(从低频到高频),或因铁芯材料不同而影响电感器的特性等等。
用于开关转换器的电感器属于高频的磁性组件,然而因材料、工作条件(如电压与电流)、环境温度等种种因素,所呈现的特性和理论上差异很大。
因此在电路设计时,除了电感值这个基本参数外,仍须考虑电感器的阻抗与交流电阻和频率的关系、铁芯损失及饱和电流特性等等。
本文将介绍几种重要的电感铁芯材料及其特性,也引导电源工程师选择市售标准的电感器。
前言电感器(inductor)是一种电磁感应组件,用绝缘的导线在绕线支架(bobbin)或铁芯(core)上绕制一定匝数的线圈(coil)而成,此线圈称为电感线圈或电感器。
根据电磁感应原理,当线圈与磁场有相对运动,或是线圈通过交流电流产生交变磁场时,会产生感应电压来抵抗原磁场变化,而此抑制电流变化的特性就称为电感(inductance)。
电感值的公式如式(1),其与磁导率、绕组匝数N的平方、及等效磁路截面积Ae成正比,而与等效磁路长度le成反比。
电感的种类很多,各适用于不同的应用之中;电感量与线圈绕组的形状、大小、绕线方式、匝数、及中间导磁材料的种类等有关。
(1)电感依铁芯形状不同有环型(toroidal)、E型(E core)及工字鼓型(drum);依铁芯材质而言,主要有陶瓷芯(ceramic core)及两大软磁类,分别是铁氧体(ferrite)及粉末铁芯(metallic powder)等。
依结构或封装方式不同有绕线式(wire wound)、多层式(multi-layer)及冲压式(molded),而绕线式又有非遮蔽式(non-shielded)、加磁胶之半遮蔽式(semi-shielded)及遮蔽式(shielded)等。
电感器在直流电流如同短路,对交流电流则呈现高阻抗,在电路中的基本用途有扼流、滤波、调谐、储能等。
电感选型与应用知识能产生电感作用的元件统称为电感原件,常常直接简称为电感。
电感是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而成的电磁感应元件,属于常用元件。
电感的作用:通直流阻交流这是简单的说法,对交流信号进行隔离,滤波或与电容器,电阻器等组成谐振电路.它是利用电磁感应的原理进行工作的。
在交流电路中,电感线圈有阻碍交流通过的能力,而对直流却不起作用(除线圈本身的直流电阻外)。
所以电感线圈可以在交流电路中作阻流、降压、交连耦合以及负载用。
当电感和电容配合时,可以作调谐、滤波、选频、退耦等用。
电感线圈是组成电路的基本元件之一。
由于电感是由外国的科学家亨利发现的,所以电感的单位就是“亨利”电感符号:L电感单位:亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH),他们的换算关系为 1H=1000mH=1000 000uH。
一、电感的型号命名方法电感元件的型号一般由下列四部分组成:第一部分:主称,用字母表示.其中L 代表电感线圈, ZL代表阻流圈。
第二部分:特征,用字母表示,其中G代表高频。
第三部分:型式,用字母表示,其中X代表小型。
第四部分:区别代号,用数字或字母表示。
例如: LGX 型为小型高频电感线圈。
应指出的是,目前固定电感线圈的型号命名方法各生产厂有所不同,尚无统一的标准。
二、电感的结构特点(一)电感器的结构与特点电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。
1.骨架骨架泛指绕制线圈的支架。
一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器(如振荡线圈、阻流圈等),大多数是将漆包线(或纱包线)环绕在骨架上,再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔,以提高其电感量。
骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成,根据实际需要可以制成不同的形状。
小型电感器(例如色码电感器)一般不使用骨架,而是直接将漆包线绕在磁心上。
空心电感器(也称脱胎线圈或空心线圈,多用于高频电路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上绕好后再脱去模具,并将线圈各圈之间拉开一定距离。