电感的应用及选型

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电感的应用及选型

电感，从工艺技术上，领先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，可以完美地替代日本器件。

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更领先一点，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，允许的最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，允许的最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。