电感的应用及选型 |
电感,从工艺技术上,的基本上是三大日系电源适配器厂商:TDK、Murata、Taiyo Yuden(太阳诱电,简称:太诱)。这三家的产品线完整,基本上可以满足大多数需求。另外老顽童特别建议广大工程师选用国内厂家的产品,推荐风华高科与顺络电子,可以地替代日本器件。
考虑到国外元器件的参考文档比较多,所以在以下的写作中,是以日系进行讲解的。
日系三家都有相应的选型软件,有电感、电容等所有系列的产品及相关参数曲线。
SEAT2013-TDK
Simsurfing - Murata
Taiyo Yuden Components Selection Guide & Data Library
可以自行上www.bing.com进行搜索。
个人感觉TDK和Murata更一点,从官网的质量看出来的,像Coilcraft的官网就low一点,毕竟网站也是需要投资的。
在6w电源适配器电路设计中,电感主要有三大类应用:
电源适配器功率电感:主要用于电压转换,常用的DC转DC电路都要使用功率电感;
电源适配器去耦电感:主要用于滤除电源适配器电源线或信号线上的噪声,EMC工程师应该熟悉;
电源适配器高频电感:主要用于射频电路,实现偏置、匹配、滤波等电路。
功率电感
功率电感通常用于DC转DC电路中,通过积累并释放能量来保持连续的电流。
功率电感大都是绕线电感,可以提高大电流、高电感;
多层片状功率电感也越来越多,通常电感值和电流都较低,优点是成本较低、体积超小,在手机等空间限制较大的产品中有较多应用。
功率电感需要根据所选的DC转DC芯片来选型。通常,DC转DC芯片(如果需要电源方案,可以添加老顽童的微信号:cinace进行咨询)的规格书上都有推荐的电感值,以及相关参数的计算,这里不再赘述。从电感本身的角度来说明如何选型。
电感值
通常应使用DCDC芯片规格书推荐的电感值;电感值越大,纹波越小,但尺寸会变大;通常提高开关频率,可以使用小电感,但开关频率提高会增加系统损耗,降低效率;
额定电流
功率电感一般有两个额定电流,即温升电流和饱和电流;
当电感有电流通过的时候,由于损耗的存在,电感发热而产生温升,电流越大,温升越大;在额定的温度范围内,允许的较大电流即为温升电流。
增加磁芯的磁导率,可以提高电感值,通常使用铁磁性材料做磁芯。铁磁性材料存在磁饱和现象,即当磁场强度超过一定值时,磁感应强度不在增加,即磁导率下降了,也就是电感下降了。在额定电感值范围内,允许的较大电流即为饱和电流。
磁滞回线:磁性材料-------铁氧磁体,比重计,多孔性材料密度仪,液体密度计,固体颗粒体积测试仪,磁性材料密度仪。
通常对DCDC电路设计,要计算峰值(PEAK)电流和均方根(RMS)电流,通常规格书中会给出计算公式。
温升电流是对电感热效应的评估,根据焦耳定律,热效应需要考虑一段时间内的电流对时间的积分;选择电感时,设计RMS电流不能超过电感温升电流。
为了保证在设计范围内电感值稳定,设计峰值电流不能超过电感的饱和电流。
为了提高可靠性,降额设计是必须的,通常建议工作值应降额到不高于额定值的80%。当然降额幅度过大会大幅提高成本,需要综合考虑。
6w电源适配器直流电阻
电感的直流电阻会产生热损耗,导致温升,降低DCDC效率;因此,当对效率敏感时,应选择直流阻抗低的电感,例如15毫欧。
还有就是根据产品的应用温度要求、是否需要满足RoHS、汽车级Q200等标准的要求、还有PCB结构限制。
大电流的应用,电感的漏磁就会相当可观,会对周围电路,例如CPU等造成影响。我之前就遇到过X86的CORE电的电感漏磁造成CPU无法启动的现象。因此,大电流应用,应选择屏蔽性能好的电感并且Layout时注意避开关键信号。
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| 发布时间:2018.06.21 来源:电源适配器厂家 |
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