电感器基础知识

器件基础知识（电感器）

2.3  电感器

2.3.1  基本概念

2.3.2  在BOM中的分类

        电感器在MRP II分为(1001~1007)：

                1001 高频插装电感（固定插装）

                1002 可变电感（感值可变，插装或贴片）

                1003 片状电感（固定贴片）

                1004 共模电感（插装或贴片）

                1005 空心线圈 （插装或贴片）

                1006 工频功率电感（固定插装）    

                1007 EMI磁珠（插装或贴片）

2.3.3   电感器应用的一般要求

（1）额定电流

       选用电感时要注意厂家对额定电流的定义，正确使用，以防线圈过热和电感饱和。

     a.一般建议电感器长期工作温升不超过30℃（表面贴型）或40 ℃（插装型）；保证电感量在应用范围内。华为电气的功率型器件工作时自身温度不允许超过110 ℃。 限制温升是提高电感器工作可靠性和寿命的最重要手段。

     b.一般建议在厂家提供的额定电流范围内工作。如果要超额使用，温升和电感量要求如a。

（2）电感量和Q值变化

       电感器在实际工作时的电感量不同于标称电感量，引起变化的主要原因除了电流过大外，还包括

  A、 频率

    实际工作频率与标称电感的测试频率不同。由于实际电感是有损耗的，因此感值随着频率而变化，电感精度也随频率而变化。因此选择电感应该注意实际应用频率时的电感量，远离自谐振频率SRF。同样，Q的大小也是针对频率而言的。

  B、 温度和湿度

         温度和湿度等环境因素变化时，线圈的电感和品质因数等参数会随之变化。因此环境条件差的情况下要采用温度稳定性高和有防潮措施的电感。

（3） 额定工作温度

       各种具体型号的电感器都有规定的额定环境工作温度范围， 在实际使用中不应超过规定的环境工作温度。这是电感器正常工作的保证。如果额定电流超额使用，则要注意器件工作时自身温度不超过材料额定温度。

（4）设计裕量

       由于电感器的各种参数都是在特定频率、电流等环境条件下的定义的，考虑到器件的离散性、设计和布板因素和环境因素等，在设计时，器件的Q值、电感精度都应留有一定的裕量。

（5）不选用极限和边缘规格

        对于标准产品，不建议选用各分类器件的极限规格。

（6） 安装

       小电流电感优选表面贴装的电感器，尤其是高频电感。表面贴装不仅生产效率高，体积小，且分布电容小，可靠性高。对器件密度高的单板尤其有利。

       考虑到目前的成本相差悬殊，功率型电感优选插装电感器，尽量不使用表面贴装。

2.3.4  插装固定差模电感应用注意点

选用类别

应用注意事项:

      （1）在高频电路应用中，注意介质损耗：选用优质骨架减少介质损耗，例如高频瓷、聚苯乙烯等；对于超高频应用（100M以上）不能使用铁氧体磁芯，只能采用空心线圈。

      （2）电感额定电流要正确选用，以防电感饱和及线圈过热。一般要求工作电流（有效值）不超过厂家给的额定电流，自设计产品，要求工作电流下电感器长期工作产生的温升不超过40℃，电感量下降在应用允许范围内。 华为电气的功率型器件工作时最高温度不超过110 ℃，建议尖峰电流不超过额定电流的80%。

      （3）电感器工作时自身最高温度不要超过额定温度，华为电气自行设计的功率电感自身温度不要超过110度。（注意：有些厂家产品的“工作温度”包括了器件自身温升，即，指器件工作温度，而不是环境温度。）

      （4）当需要采用屏蔽罩时，用铜或铝可以减少损耗。

        （5）根据我司开发人员实际经验，电源滤波电感选择10uH时有最佳效果，电感量太高会造成过冲。

       （6）功率电感线包层间应有绝缘带防匝间短路，漆包线用绝缘强度高的QA-2线，要浸漆处理。

       （7）多引脚插装电感应有1脚方向标记，以防生产安装出错。

       （8）设计非标电感器请考虑安规认证    

2.3.5  固定表面贴差模电感应用注意点

  应用注意事项:

       （1）电感额定电流要正确选用，以防电感饱和及线圈过热。一般要求工作电流不超过厂家额定电流。如超额使用，要求电感器产生的温升不超过30℃，电感量下降在应用允许范围内。

     （2）电感器工作最高温度不要超过额定温度。电流超额使用时，器件自身温度不超过材料额定温度。

      （3）电感器感值和精度等随频率而变化，精度要求高的电感器，要注意应用频率与标称电感测试频率的差别。

      （4） 根据我司开发人员实际经验，电源滤波电感选择10uH时有最佳效果，电感量太高会造成过冲    

      （5）MURATA的磁芯绕线型电感，是在工字型磁芯上绕制，这种结构极易引起磁芯断裂，今后不再选用。非磁芯绕线型电感（陶瓷骨架）LQN21A和LQW1608A系列具有小尺寸、高SRF、高Q、大电流等优点，可以选用。

      （6）一般来说，叠层型电感比普通绕线型电感抗干扰能力、耐热能力强，但铸模绕线型电感抗湿、热能力很强，如TAIYOYUDEN 的LEM系列。

      （7）COILCRAFT和PULSE的CD系列，其标称值和实际值有偏差，具体数据请见附录。如果要使用标准电感值的电感器，请选择PULSE CM系列或MURATA、TDK、TAIYOYUDEN产品。

2.3.6  可变电感和空心线圈应用注意点

（1）可变电感

 使用注意事项：

        1、电感器最高工作温度不要超过给定温度。

        2、注意调节的力度不要超过器件给出的磁芯力距。

（2） 空心线圈

   选用注意事项   

       1.用于微调的线圈如果点胶固定不好，在产品运输或长期工作中会出现电感漂移。

       2.固定胶的材料对电感的性能有影响，会增加电容和损耗。

       3.采用直径小的导线，增加匝间距离可以减小器件的分布电容。

       4.空心线圈的额定电流经验公式：线径1mm²=10A

2.3.7 共模电感应用注意点

  应用注意事项

     1、绕组间电压不要超出额定电压。工作电流使电感器产生的温升不超过30℃或40 ℃，电感量下降在应用允许范围内。                

    2、电感器最高工作温度不要超过给定温度。

    3、高频时建议用低磁导率的磁芯，可以降低损耗。

    4、线圈绕制密度尽量低，否则器件的电容会增加，使信号耦合增加，对滤波有不良影响。

2.3.8 磁珠

应用注意事项

（1）额定电流推荐降额80%使用。                 

（2）工作最高温度不要超过额定温度。

（3）磁珠在衰减噪音的同时也会破坏有效信号波形，因此要根据具体的抑制频率选择普通或高Q型磁珠，以免对正常信号造成过度衰减。

（4）磁珠的插入损耗与线路阻抗有关，阻抗越高，插损越小。

（5）步线空间小而需要磁珠多时，建议使用磁珠排。

（6）LC集成型或其他滤波器见13类，空心磁环见17类。

附录.COILCRAFT 和PULSE CD系列片式电感

的标称值和实际设计值的偏差

用COILCRAFT专门设计的夹具，可以消除设计值和标称值之间的差距，但用HP4191A或HP4286A等阻抗分析仪，就可以测试出差别。