電感的應(yīng)用及選型

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電感的應(yīng)用及選型

電感，從工藝技術(shù)上，領(lǐng)先的基本上是三大日系電源適配器廠商：TDK、Murata、Taiyo Yuden（太陽(yáng)誘電，簡(jiǎn)稱：太誘）。這三家的產(chǎn)品線完整，基本上可以滿足大多數(shù)需求。另外老頑童特別建議廣大工程師選用國(guó)內(nèi)廠家的產(chǎn)品，推薦風(fēng)華高科與順絡(luò)電子，可以完美地替代日本器件。

考慮到國(guó)外元器件的參考文檔比較多，所以在以下的寫(xiě)作中，是以日系進(jìn)行講解的。

日系三家都有相應(yīng)的選型軟件，有電感、電容等所有系列的產(chǎn)品及相關(guān)參數(shù)曲線。

SEAT2013-TDK
Simsurfing - Murata
Taiyo Yuden Components Selection Guide & Data Library
可以自行上www.bing.com進(jìn)行搜索。
個(gè)人感覺(jué)TDK和Murata更領(lǐng)先一點(diǎn)，從官網(wǎng)的質(zhì)量看出來(lái)的，像Coilcraft的官網(wǎng)就low一點(diǎn)，畢竟網(wǎng)站也是需要投資的。

在6w電源適配器電路設(shè)計(jì)中，電感主要有三大類應(yīng)用：

電源適配器功率電感：主要用于電壓轉(zhuǎn)換，常用的DC轉(zhuǎn)DC電路都要使用功率電感；
電源適配器去耦電感：主要用于濾除電源適配器電源線或信號(hào)線上的噪聲，EMC工程師應(yīng)該熟悉；
電源適配器高頻電感：主要用于射頻電路，實(shí)現(xiàn)偏置、匹配、濾波等電路。

功率電感

功率電感通常用于DC轉(zhuǎn)DC電路中，通過(guò)積累并釋放能量來(lái)保持連續(xù)的電流。

功率電感大都是繞線電感，可以提高大電流、高電感；

多層片狀功率電感也越來(lái)越多，通常電感值和電流都較低，優(yōu)點(diǎn)是成本較低、體積超小，在手機(jī)等空間限制較大的產(chǎn)品中有較多應(yīng)用。

功率電感需要根據(jù)所選的DC轉(zhuǎn)DC芯片來(lái)選型。通常，DC轉(zhuǎn)DC芯片（如果需要電源方案，可以添加老頑童的微信號(hào)：cinace進(jìn)行咨詢）的規(guī)格書(shū)上都有推薦的電感值，以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，這里不再贅述。從電感本身的角度來(lái)說(shuō)明如何選型。

電感值
通常應(yīng)使用DCDC芯片規(guī)格書(shū)推薦的電感值；電感值越大，紋波越小，但尺寸會(huì)變大；通常提高開(kāi)關(guān)頻率，可以使用小電感，但開(kāi)關(guān)頻率提高會(huì)增加系統(tǒng)損耗，降低效率；

額定電流
功率電感一般有兩個(gè)額定電流，即溫升電流和飽和電流；

當(dāng)電感有電流通過(guò)的時(shí)候，由于損耗的存在，電感發(fā)熱而產(chǎn)生溫升，電流越大，溫升越大；在額定的溫度范圍內(nèi)，允許的最大電流即為溫升電流。

增加磁芯的磁導(dǎo)率，可以提高電感值，通常使用鐵磁性材料做磁芯。鐵磁性材料存在磁飽和現(xiàn)象，即當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)一定值時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不在增加，即磁導(dǎo)率下降了，也就是電感下降了。在額定電感值范圍內(nèi)，允許的最大電流即為飽和電流。

磁滯回線：磁性材料-------鐵氧磁體,比重計(jì)，多孔性材料密度儀，液體密度計(jì)，固體顆粒體積測(cè)試儀，磁性材料密度儀。
通常對(duì)DCDC電路設(shè)計(jì)，要計(jì)算峰值（PEAK）電流和均方根（RMS）電流，通常規(guī)格書(shū)中會(huì)給出計(jì)算公式。

溫升電流是對(duì)電感熱效應(yīng)的評(píng)估，根據(jù)焦耳定律，熱效應(yīng)需要考慮一段時(shí)間內(nèi)的電流對(duì)時(shí)間的積分；選擇電感時(shí)，設(shè)計(jì)RMS電流不能超過(guò)電感溫升電流。

為了保證在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)電感值穩(wěn)定，設(shè)計(jì)峰值電流不能超過(guò)電感的飽和電流。

為了提高可靠性，降額設(shè)計(jì)是必須的，通常建議工作值應(yīng)降額到不高于額定值的80%。當(dāng)然降額幅度過(guò)大會(huì)大幅提高成本，需要綜合考慮。

6w電源適配器直流電阻
電感的直流電阻會(huì)產(chǎn)生熱損耗，導(dǎo)致溫升，降低DCDC效率；因此，當(dāng)對(duì)效率敏感時(shí)，應(yīng)選擇直流阻抗低的電感，例如15毫歐。

還有就是根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用溫度要求、是否需要滿足RoHS、汽車級(jí)Q200等標(biāo)準(zhǔn)的要求、還有PCB結(jié)構(gòu)限制。

大電流的應(yīng)用，電感的漏磁就會(huì)相當(dāng)可觀，會(huì)對(duì)周圍電路，例如CPU等造成影響。我之前就遇到過(guò)X86的CORE電的電感漏磁造成CPU無(wú)法啟動(dòng)的現(xiàn)象。因此，大電流應(yīng)用，應(yīng)選擇屏蔽性能好的電感并且Layout時(shí)注意避開(kāi)關(guān)鍵信號(hào)。