電感及磁珠的應用

2021-07-25 05:38:56 字數 2680 閱讀 9085

電感及磁珠的應用

一、 電感器分類:

工藝上來分,可以分為疊層的,繞線的,帶磁芯的,不帶磁芯的,效能上來分,可分為高q的,高srf的,低dcr的等,應用上有可分為高頻的,低頻的,功率型的,帶遮蔽的等。

常用電感的型別:

一般貼片電感、色碼電感、工型電感、共模電感、功率電感、磁珠等。

二、電感的引數:

1.  阻抗=電阻+感抗

電阻和直流電阻交流電阻有關,直流電阻指的是導線的電阻,交流電阻和工作頻率有關。工作頻率越高,趨膚效應越強,加上渦流損失,磁滯損失以及電磁輻射引起的能量損失等,都會使高頻電感的等效電阻(交流電阻)大大增加。一般交流電阻遠大於直流電阻。

2.  品質因數q表徵高頻電感的損耗效能。品質因數q定義為高頻電感器的感抗與其串聯的損耗電阻之比。q值越高,表明該電感器的儲能作用越強,損耗越小。

3.  自身諧振頻率srf。在srf上,高頻電感的阻抗幅值最大。

三、電感應用的一般要求

(1)額定電流

a. 一般建議電感器長期工作溫公升不超過30℃(表面貼型)或40 ℃(插裝型);保證電感量在應用範圍內。功率型器件工作時自身溫度不允許超過110 ℃。 限制溫公升是提高電感器工作可靠性和壽命的最重要手段。

b. 一般建議在廠家提供的額定電流範圍內工作。如果要超額使用,溫公升和電感量要求如a。

(2)電感量和q值變化

電感器在實際工作時的電感量不同於標稱電感量,引起變化的主要原因除了電流過大外,還包括:

a、 頻率

實際工作頻率與標稱電感的測試頻率不同。由於實際電感是有損耗的,因此感值隨著頻率而變化,電感精度也隨頻率而變化。因此選擇電感應該注意實際應用頻率時的電感量,遠離自諧振頻率srf。同樣,q的大小也是針對頻率而言的。

b、 溫度和濕度

溫度和濕度等環境因素變化時,線圈的電感和品質因數等引數會隨之變化。因此環境條件差的情況下要採用溫度穩定性高和有防潮措施的電感。

(3)額定工作溫度

各種具體型號的電感器都有規定的額定環境工作溫度範圍,在實際使用中不應超過規定的環境工作溫度。這是電感器正常工作的保證。如果額定電流超額使用,則要注意器件工作時自身溫度不超過材料額定溫度。

(4)設計裕量

由於電感器的各種引數都是在特定頻率、電流等環境條件下的定義的,考慮到器件的離散性、設計和布板因素和環境因素等,在設計時,器件的q值、電感精度都應留有一定的裕量。

(6)安裝

小電流電感優選表面貼裝的電感器,尤其是高頻電感。表面貼裝不僅生產效率高,體積小,且分布電容小,可靠性高。對器件密度高的單板尤其有利。

考慮到目前的成本相差懸殊,功率型電感優選插裝電感器,盡量不使用表面貼裝。

四、總結常用電感及磁珠的工作電流

1. 常用的貼片電感磁珠

一般貼片電感,如0603、0805、1206、1210等封裝的電感,承載電流(idc)能力較小,從幾毫安到幾百毫安,各個廠家有很多種不同的系列。但一般遵循這樣的規律,封裝越大,idc可以做的越大,感量越小,idc越大。繞線電感比疊層電感的idc要大。

例如奇力新的電感:

cl系列(低頻):10nh - 33uh,5-300ma。srf大約只有10m-300m。

clh系列(高頻):1nh-330nh,100ma-500ma。做到較高的q值和srf。srf一般500m- 10g。

我們濾波中常用的0805封裝的10uh的貼片電感(疊層)idc只有20ma左右的樣子,10nh、33nh的也只能做到50ma的樣子。所以在設計的時候應該注意電流的大小選擇適當的電感。

而1210-10uh (nlcv32t-100k-pf貼片)的繞線電感器可以做到500ma的樣子。

一般貼片磁珠可承載電流較大,可以從幾百毫安到幾個安培的樣子,一般阻值越大,idc越小,封裝越大,idc越大一點。

磁珠也分很多種型號:sb,fb,gb,pb,upb,nb。

我們公司常用的磁珠為sb(普通磁珠),pb(大電流磁珠)。

sb系列0603封裝的常用的磁珠(從50歐姆到500歐姆)額定電流一般為200ma-400ma的樣子;0805封裝的額定電流可以到300ma-600ma。

pb系列0603封裝的額定電流一般為1.5a-3a,0805封裝的一般為2a-3a。1206封裝的一般為2a-4a。

2. 其它電感

色碼電感10uh不同封裝的idc可以從200ma-500ma左右,33uh可以達到100ma-400ma左右。

外掛程式罐狀電感thi1009-331(330uh)   最大電流0.6a

共模電感lcl-301f  300uh           最大電流 2a

共模電感lcl-102b  1mh             最大電流  0.6a

共模電感lcl-301e  300uh           最大電流 3a

共模電感lcl-203   20mh            最大電流 0.6a

工型電感l0608-2.0  2uh             最大電流  2a

共模電感lcl 20-010                  最大電流 0.2a

貼片功率電感dhc-7342-12uh         額定電流13a

貼片功率電感lss57s30-330(33uh)   額定電流0.75a

可以看出,這些大體積的電感承載電流能力較強,但個體差異很大,具體應用中請務必參考規格書。

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