電感的應用及選型

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電感的應用及選型

電感，從工藝技術上，領先的基本上是三大日系電源適配器廠商：TDK、Murata、Taiyo Yuden（太陽誘電，簡稱：太誘）。這三家的產品線完整，基本上可以滿足大多數需求。另外老頑童特別建議廣大工程師選用國內廠家的產品，推薦風華高科與順絡電子，可以完美地替代日本器件。

考慮到國外元器件的參考文檔比較多，所以在以下的寫作中，是以日系進行講解的。

日系三家都有相應的選型軟件，有電感、電容等所有系列的產品及相關參數曲線。

SEAT2013-TDK
Simsurfing - Murata
Taiyo Yuden Components Selection Guide & Data Library
可以自行上www.bing.com進行搜索。
個人感覺TDK和Murata更領先一點，從官網的質量看出來的，像Coilcraft的官網就low一點，畢竟網站也是需要投資的。

在6w電源適配器電路設計中，電感主要有三大類應用：

電源適配器功率電感：主要用于電壓轉換，常用的DC轉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線上的噪聲，EMC工程師應該熟悉；
電源適配器高頻電感：主要用于射頻電路，實現偏置、匹配、濾波等電路。

功率電感

功率電感通常用于DC轉DC電路中，通過積累并釋放能量來保持連續的電流。

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越多，通常電感值和電流都較低，優點是成本較低、體積超小，在手機等空間限制較大的產品中有較多應用。

功率電感需要根據所選的DC轉DC芯片來選型。通常，DC轉DC芯片（如果需要電源方案，可以添加老頑童的微信號：cinace進行咨詢）的規格書上都有推薦的電感值，以及相關參數的計算，這里不再贅述。從電感本身的角度來說明如何選型。

電感值
通常應使用DCDC芯片規格書推薦的電感值；電感值越大，紋波越小，但尺寸會變大；通常提高開關頻率，可以使用小電感，但開關頻率提高會增加系統損耗，降低效率；

額定電流
功率電感一般有兩個額定電流，即溫升電流和飽和電流；

當電感有電流通過的時候，由于損耗的存在，電感發熱而產生溫升，電流越大，溫升越大；在額定的溫度范圍內，允許的最大電流即為溫升電流。

增加磁芯的磁導率，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象，即當磁場強度超過一定值時，磁感應強度不在增加，即磁導率下降了，也就是電感下降了。在額定電感值范圍內，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，多孔性材料密度儀，液體密度計，固體顆粒體積測試儀，磁性材料密度儀。
通常對DCDC電路設計，要計算峰值（PEAK）電流和均方根（RMS）電流，通常規格書中會給出計算公式。

溫升電流是對電感熱效應的評估，根據焦耳定律，熱效應需要考慮一段時間內的電流對時間的積分；選擇電感時，設計RMS電流不能超過電感溫升電流。

為了保證在設計范圍內電感值穩定，設計峰值電流不能超過電感的飽和電流。

為了提高可靠性，降額設計是必須的，通常建議工作值應降額到不高于額定值的80%。當然降額幅度過大會大幅提高成本，需要綜合考慮。

6w電源適配器直流電阻
電感的直流電阻會產生熱損耗，導致溫升，降低DCDC效率；因此，當對效率敏感時，應選擇直流阻抗低的電感，例如15毫歐。

還有就是根據產品的應用溫度要求、是否需要滿足RoHS、汽車級Q200等標準的要求、還有PCB結構限制。

大電流的應用，電感的漏磁就會相當可觀，會對周圍電路，例如CPU等造成影響。我之前就遇到過X86的CORE電的電感漏磁造成CPU無法啟動的現象。因此，大電流應用，應選擇屏蔽性能好的電感并且Layout時注意避開關鍵信號。