貼片電感(Chip inductors),又稱為功率電感、大電流電感和表面貼裝高功率電感。具有小型化,高品質(zhì),高能量?jī)?chǔ)存和低電阻等特性。
一般電子線路中的電感是空心線圈,或帶有磁芯的線圈,只能通過(guò)較小的電流,承受較低的電壓;而功率電感也有空心線圈的,也有帶磁芯的,主要特點(diǎn)是用粗導(dǎo)線繞制,可承受數(shù)十安,數(shù)百,數(shù)千,甚至于數(shù)萬(wàn)安。
功率貼片電感是分帶磁罩和不帶磁罩兩種,主要由磁芯和銅線組成。 在電路中主要起濾波和振蕩作用。
分類
片式電感器主要有4種類型,即繞線型、疊層型、編織型和薄膜片式電感器。常用的是繞線式和疊層式兩種類型。前者是傳統(tǒng)繞線電感器小型 化的產(chǎn)物;后者則采用多層印刷技術(shù)和疊層生產(chǎn)工藝制作,體積比繞線型片式電感器還要小,是電感元件領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)的產(chǎn)品。
繞線型
它的特點(diǎn)是電感量范圍廣(mH~H),電感量精度高,損耗?。碤大),容許電流大、制作工藝?yán)^承性強(qiáng)、簡(jiǎn)單、成本低等,但不足之處是在進(jìn)一步小型化方 面受到限制。陶瓷為芯的繞線型片電感器在這樣高的頻率能夠保持穩(wěn)定的電感量和相當(dāng)高的Q值,因而在高頻回路中占據(jù)一席之地。
TDK的NL系列電感為繞線型,0.01~100uH,精度5%,高Q值,可以滿足一般需求。
NLC型 適用于電源電路,額定電流可達(dá)300mA;NLV型為 高Q值,環(huán)保(再造塑料),可與NL互換;NLFC 有磁屏,適用于電源線。
疊層型
它具有良好的磁屏蔽性、燒結(jié)密度高、機(jī)械強(qiáng)度好。不足之處是合格率低、成本高、電感量較小、Q值低。
它與繞線片式電感器相比有諸多優(yōu)點(diǎn):尺寸小,有利于電路的小型化,磁路封閉,不會(huì)干擾周圍的元器件,也不會(huì)受臨近元器件的干擾,有利于元器件的高密度安裝;一體化結(jié)構(gòu),可靠性高;耐熱性、可焊性好;形狀規(guī)整,適合于自動(dòng)化表面安裝生產(chǎn)。
TDK的MLK型電感,尺寸小,可焊性好,有磁屏,采用高密度設(shè)計(jì),單片式結(jié)構(gòu),可靠性高;MLG型的感值小,采用高頻陶瓷,適用于高頻電路;MLK型工作頻率12GHz,高Q,低感值(1n~22nH)
薄膜片式
具有在微波頻段保持高Q、高精度、高穩(wěn)定性和小體積的特性。其內(nèi)電極集中于同一層面,磁場(chǎng)分布集中,能確保裝貼后的器件參數(shù)變化不大,在100MHz以上呈現(xiàn)良好的頻率特性。
編織型
特點(diǎn)是在1MHz下的單位體積電感量比其它片式電感器大、體積小、容易安裝在基片上。用作功率處理的微型磁性元件。
特性特點(diǎn)
特性
1、表面貼裝高功率電感。
2、具有小型化,高品質(zhì),高能量?jī)?chǔ)存和低電阻之特性。
3、主要應(yīng)用在電腦顯示板卡,筆記本電腦,脈沖記憶程序設(shè)計(jì),以及DC-DC轉(zhuǎn)換器上。
4、可提供卷軸包裝適用于表面自動(dòng)貼裝。
特點(diǎn)
1、平底表面適合表面貼裝。
2、優(yōu)異的端面強(qiáng)度良好之焊錫性。
3、具有較高Q值,低阻抗之特點(diǎn)。
4、 低漏磁,低直電阻,耐大電流之特點(diǎn)。
5、可提供編帶包裝,便于自動(dòng)化裝配。
主要產(chǎn)品
功率電感、模壓電感、一體成型電感、磁膠電感、疊層電感、貼片電感、功率電感、電感器、可調(diào)電感、片式電感、大功率電感、大電流電感等系列產(chǎn)品。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品、PDA、筆記本電腦、移動(dòng)電話、網(wǎng)絡(luò)通信、顯卡、液晶背光源、電源模塊、汽車電子、安防產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、家庭電器、對(duì)講機(jī)、電子玩具、運(yùn)動(dòng)器材及醫(yī)療儀器等。
選擇原則
為便攜式電源應(yīng)用選擇電感,需要考慮的重要的三點(diǎn)是:尺寸大小、尺寸大小,第三還是尺寸大小。移動(dòng)電話的電路板面積十分緊俏珍貴,隨著MP3 播放器、電視和視頻等各種功能被增加到電話中時(shí),尤其如此。功能增加也將增加電池的電流消耗量。因此,以前一直由線性調(diào)節(jié)器供電或直接連接到電池上的模塊需要效率更高的解決方案。實(shí)現(xiàn)更高效率解決方案的第 一步是采用磁性降壓轉(zhuǎn)換器。正如其名稱所暗示的,這時(shí)需要一個(gè)電感。
電感的主要規(guī)格除尺寸大小外,還有開關(guān)頻率下的電感值、線圈的直流阻抗(DCR)、額定飽和電流、額定rms電流、交流阻抗(ESR)以及Q因子。根據(jù)應(yīng)用的不同,電感類型的選擇――屏蔽式或非屏蔽式――也是很重要的。
類似于電容中的直流偏置,廠商A的2.2μH電感可能與廠商B的完全不同。在相關(guān)溫度范圍內(nèi)電感值與直流電流的關(guān)系是一條非常重要的曲線,必需向廠商索取。在這條曲線上可以查到額定飽和電流(ISAT)。ISAT一般定義為電感值降量為額定值的30[[%]]時(shí)的直流電流。某些電感生產(chǎn)商沒(méi)有規(guī)定ISAT。他們可能只給出了溫度高于環(huán)境溫度40℃時(shí)的直流電流。
知識(shí)拓展
常識(shí)
使用鐵粉芯,它們供應(yīng)更好溫度穩(wěn)定性并且相對(duì)于其他可選磁芯成本更低。貼片電感的外形能在必要時(shí)供應(yīng)靈活性與可變性,但是成本更高。高磁通磁環(huán)通常見于濾波電感而不是電源變換電路。另一種性能折衷能在電感電流,電感電壓(引腳14到引腳16)與輸出電壓紋波典型波形中看到。運(yùn)用電感量較小fdv0620-0.47μh電感產(chǎn)生較高峰值電流,輸出電壓紋波低于18mv峰峰值。
貼片電感產(chǎn)生紋波峰峰值剛超過(guò)12mv。峰值電流對(duì)輸出電容充電并且供應(yīng)負(fù)載電流。在電容上會(huì)流入與流出較大電流,這將產(chǎn)生較高輸出電壓紋波。貼片電感多用于電源濾波回路, 電感是儲(chǔ)能元件側(cè)重,于抑止傳導(dǎo)性干擾;貼片電感在電子設(shè)備的 PCB 板電路中會(huì)大量使用感性元件和EMI濾波器元件。在諧振電路中,電感必須具 有高Q,窄的電感偏差,穩(wěn)定的溫度系數(shù),才能達(dá)到諧振電路窄帶,低的頻率溫度漂移 的要求。高Q電路具有尖銳的諧振峰值。
作用
貼片電感 是用絕緣導(dǎo)線繞制而成的電磁感應(yīng)元件。屬于常用的電感元件。貼片電感的作用:通直流阻交流這是簡(jiǎn)單的說(shuō)法,對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離,濾波或與電容器,電阻器等組成諧振電路。調(diào)諧與選頻電感的作用:電感線圈與電容器并聯(lián)可組成LC調(diào)諧電路。貼片電感在電路中的任何電流,會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁通量又作用于電路上。
當(dāng)貼片電感通過(guò)的電流變化時(shí),貼片電感中產(chǎn)生的直流電壓勢(shì)將阻止電流的變化。當(dāng)通過(guò)電感線圈的電流增大時(shí),電感線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與電當(dāng)通過(guò)電感線圈的電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相同,阻止電流的減小,同時(shí)釋放出存儲(chǔ)的能量,以補(bǔ)償電流的減小。流方向相反,阻止電流的增加,同時(shí)將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能存儲(chǔ)于電感之中;因此經(jīng)電感濾波后,不但負(fù)載電流及電壓的脈動(dòng)減小,波形變得平滑,而且整流二極管的導(dǎo)通角增大。
屏蔽貼片電感與一般的貼片電感作用不一樣,一般的貼片電感在電路中是不帶屏蔽的,使用起來(lái)了在電路中電感起不到想要的效果,屏蔽貼片電感能夠屏蔽掉一些電路中電流的不穩(wěn)定性,很好的起到阻隔的作用,屏蔽電感完整的金屬屏蔽體將帶正電導(dǎo)體包圍起來(lái),在屏蔽體的內(nèi)側(cè)將感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量的負(fù)電荷,外側(cè)出現(xiàn)與帶電導(dǎo)體等量的正電荷,如果將金屬屏蔽體接地,則外側(cè)的正電荷將流入大地,外側(cè)將不會(huì)有電場(chǎng)存在,即帶正電導(dǎo)體的電場(chǎng)被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。
屏蔽電感在電路中還起到了耦合的作用,屏蔽貼片電感為降低交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓,電感可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體,并將金屬屏蔽體接地。交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場(chǎng)電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。電場(chǎng)屏蔽以反射為主,因此屏蔽體的厚度不必過(guò)大,而以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
屬性
貼片電感是閉合回路的一種屬性。當(dāng)貼片電感的線圈通過(guò)電流后,貼片電感在線圈中形成磁場(chǎng)感應(yīng),感應(yīng)磁場(chǎng)又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流來(lái)抵制通過(guò)線圈中的電流。貼片電感在電路中起到的作用是在通過(guò)非穩(wěn)恒電流時(shí)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),而這個(gè)磁場(chǎng)又會(huì)反過(guò)來(lái)影響電流,貼片電感在電源回路中串如電感,電感對(duì)直流是直通的,對(duì)高頻脈沖是高阻的,所以起到通直流阻交流脈沖的作用。
電阻用來(lái)控制電路中的電流,電容用來(lái)隔直流通交流, 電感用來(lái)阻高頻通低頻的,另一方面電容和電感都是儲(chǔ)能元件,所以在電路中還有濾波作用。貼片電感在電路中具有阻止交流電通過(guò)而讓直流電順利通過(guò)的特性。電感的特性是通直流、阻交流,頻率越高,線圈阻抗越大。電感器在電路中經(jīng)常和電容一起工作
電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學(xué)中的慣性相類似的特性,在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”,貼片電感在低頻時(shí),電感一般呈現(xiàn)電感特性,既只起蓄能,濾高頻的特性,但在高頻時(shí),它的阻抗特性表現(xiàn)的很明顯。有耗能發(fā)熱,感性效應(yīng)降低等現(xiàn)象。不同的電感的高頻特性都不一樣。
應(yīng)用場(chǎng)合
射頻(RF)和無(wú)線通訊,信息技術(shù)設(shè)備,雷達(dá)檢波器,汽車電子,蜂窩電話,尋呼機(jī),音頻設(shè)備,PDAs(個(gè)人數(shù)字助理),無(wú)線遙控系統(tǒng)以及低壓供電模塊等。
結(jié)構(gòu)組成
貼片電感是一種常用的電子元器件。當(dāng)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)線時(shí),導(dǎo)線的四周會(huì)產(chǎn)生一定的電磁場(chǎng),并在處于這個(gè)電磁場(chǎng)中的導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)——自感電動(dòng)勢(shì),我們將這個(gè)作用稱為電磁感應(yīng)。為了增強(qiáng)電磁感應(yīng),人們常將絕緣的導(dǎo)線繞成一定圈數(shù)的線圈,我們將這個(gè)線圈稱為電感線圈或電感器,簡(jiǎn)稱為電感。
感抗
貼片電感的感抗XL,感抗XL在電感元件參數(shù)表上一般查不到,但它與電感量、電感元件的分類品質(zhì)因數(shù)Q等參數(shù)密切相關(guān),在分析電路中也經(jīng)常需要用到,故這里專門作些介紹。前已述及,由于電感線圈的自感電勢(shì)總是阻止線圈中電流變化,故線圈對(duì)交流電有阻力作用,阻力大小就用感抗XL來(lái)表示。不難看出,線圈通過(guò)低頻電流時(shí)XL小。通過(guò)直流電時(shí)XL為零,僅線圈的直流電阻起阻力作用,因電阻:—般很小,所以近似短路。通過(guò)高頻電流時(shí)XL大,若L也大,則近似開路。線圈的此種特性正好與電容相反,所以利用電感元件和電容器就可以組成各種高頻、中頻和低頻濾波器,以及調(diào)諧回路、選頻回路和阻流圈電路等等。
注意事項(xiàng)
1、電感使用的場(chǎng)合潮濕與干燥、環(huán)境溫度的高低、高頻或低頻環(huán)境、要讓電感表現(xiàn)的是感性,還是阻抗特性等,都要注意。
2、電感的頻率特性
在低頻時(shí),貼片電感一般呈現(xiàn)電感特性,既只起蓄能,濾高頻的特性。 但在高頻時(shí),它的阻抗特性表現(xiàn)的很明顯。有耗能發(fā)熱,感性效應(yīng)降低等現(xiàn)象。不同的電感的高頻特性都不一樣。
3、電感設(shè)計(jì)要承受的大電流,及相應(yīng)的發(fā)熱情況。
4、使用磁環(huán)時(shí),對(duì)照上面的磁環(huán)部分,找出對(duì)應(yīng)的l值,對(duì)應(yīng)材料的使用范圍。
5、注意導(dǎo)線(漆包線、紗包或裸導(dǎo)線),常用的漆包線。要找出適合的線經(jīng)。
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