贴片电感

贴片电感的写法

贴片电感介绍

此类贴片电感又称为:功率电感,大电流电感1、表面贴装高功率电感。2、具有小型化，高品质，高能量储存和低电阻之特性。3、主要应用在电脑显示板卡，笔记本电脑，脉冲记忆程序设计，以及DC-DC转换器上。4、可提供卷轴包装适用于表面自动贴装。

特点

1.平底表面适合表面贴装。

2、优异的端面强度良好之焊锡性。

3、具有较高Q值，低阻抗之特点。

4.低漏磁，低直电阻，耐大电流之特点。

5.可提供编带包装，便于自动化装配。

选择

为便携式电源应用选择电感，需要考虑的最重要的三点是：尺寸大小、尺寸大小，第三还是尺寸大小。移动电话的电路板面积十分紧俏珍贵，随着MP3播放器、电视和视频等各种功能被增加到电话中时，尤其如此。功能增加也将增加电池的电流消耗量。因此，以前一直由线性调节器供电或直接连接到电池上的模块需要效率更高的解决方案。实现更高效率解决方案的步是采用磁性降压转换器。正如其名称所暗示的，这时需要一个电感。

电感的主要规格除尺寸大小外，还有开关频率下的电感值、线圈的直流阻抗(DCR)、额定饱和电流、额定rms电流、交流阻抗(ESR)以及Q因子。根据应用的不同，电感类型的选择――屏蔽式或非屏蔽式――也是很重要的。

类似于电容中的直流偏置，厂商A的2.2μH电感可能与厂商B的完全不同。在相关温度范围内电感值与直流电流的关系是一条非常重要的曲线，必需向厂商索取。在这条曲线上可以查到额定饱和电流(ISAT)。ISAT一般定义为电感值降量为额定值的30[[%]]时的直流电流。某些电感生产商没有规定ISAT。他们可能之给出了温度高于环境温度40℃时的直流电流。

DCR引起传导损耗，在输出电流较高时影响效率。ESR随工作频率的提高而增加，在输出电流较小时影响占主导地位的开关损耗。ESR与Q因子成正比。相同频率下，低ESR电感的Q因子更高。在电感满足所有其它规格时，为什么系统设计人员还应考虑ESR和Q因子呢？

当开关频率超过2MHz时，必需格外关注电感的交流损耗。规格说明书中列出比较的不同厂商的电感的ISAT和DCR在开关频率下可能有极为不同的交流阻抗，导致轻负载下显著的效率差异。这一点对提高便携式电源系统中电池的寿命至为重要，因为系统大部分的时间是处于睡眠、待机或低功率模式下的。

由于电感生产厂商很少提供ESR和Q因子信息，设计人员应该主动向他们索取。厂商给出的电感与电流关系也往往只限于25℃，故应该索取工作温度范围内的相关数据。最坏情况一般是85℃。

图3给出了各种电感的交流阻抗与频率的关系。考虑一个降压转换器的例子，其规格参数如下：FSW=2MHz，VIN=5.5V，L=2.2μH，VOUT=1.5V，I=0到600MA，ΔI=289MA(计算值)。

参见图3，2.2μH额定电感在低频下的DCR为0.2Ω，2MHz下的ESR为1Ω。电感引起的直流损耗和交流损耗可用下式计算：

DC损耗=I2×DCR

AC损耗=(dΔI2)/12×ESR

由上式可知，输出电流较高时，低频或直流损耗占主导地位；输出电流较低时，交流损耗占主导地位。ΔI是转换器的峰峰值纹波电流，在连续传导工作模式中，输出电流高和低时其幅度都一样。由数学计算可知，I=600MA时，电感总体损耗的91[[%]]是直流损耗；I=50mA时，电感总体损耗的93[[%]]是交流损耗。

图4a(ESR)和4b(Q)给出了厂商A(低ESR，高Q值)和厂商B(高ESR，低Q值)的电感，还显示了采用这些电感(图4c)的2MHz转换器的效率曲线。从这些数据判断，即使厂商A有较高的DCR，它也能在轻负载下提供更高的效率。

根据应用的不同，可以选择屏蔽式或非屏蔽式电感器。一般而言，屏蔽式电感用于那些必须满足严格的EMI规范的便携式应用。

但绝非不重要的是，按照生产方式的不同，有两类电感器。类是传统的绕线线圈式(WireWoundcoil)电感，另一类是较新式的芯片电感。芯片电感凭其尺寸和高度方面的优势使用正日益广泛。PCB装配时的安装速度也是芯片(多层)电感生产商大肆宣传的优点之一。在选择开关解决方案时，系统设计人员必须考虑到芯片电感的某些关键规格。电感和直流电流的关系随温度的变化是线圈式电感和芯片电感有显著不同的一个主要参数。图5显示了绕线线圈电感和芯片电感的横截面示意图。

从图6可看到，一般来说，线圈式电感的电感-直流电流及温度关系曲线在饱和电流之前很平坦。在饱和电流之后，则随电流变化出现急剧下降。典型地，ISAT在85oC时比25oC时要低10％到20[[%]]。

25℃时，芯片电感有一个高于额定值的初始电感值。一旦电流增大，芯片电感就开始下降。因此，大多数情况下，额定ISAT的定义不适用于芯片电感。规定了温度上升的额定rms电流也决定了芯片电感的额定电流。电感值随温度下降，不随直流电流下降，是芯片电感的另一个特性。

关于实际的电感值，系统设计人员必须谨慎选择正确的电感，并按照规格说明书找到最小的电感值。电感选择不正确会影响到稳定性，引起次谐波振荡(sub-harmonicoscillations)，和/或降低开关的额定输出电流。与陶瓷电容的情况相同，设计人员应当主要关注实际工作情况中的电感值，而非额定电感值。

如何为磁性降压转换器选择电感的额定电流呢？如果电感的额定IRMS大于所需输出电流，最容易的方法是选择额定值大于或等于开关的电流限值的ISAT。不过，正如我们在芯片电感中看到的，我们必须搜寻满足稳定性和输出电流要求的最小电感值。选择较高值的芯片电感(比如用3.3μH代替2.2μH)来满足电感要求是不可行的，因为对相同外壳尺寸的电感器，电感值越高，其下降就越剧烈。

此外，芯片电感厂商间存在着各种差异。例如，厂商A可能采用低渗透性材料，使电感值逐步改变。但这种方案需要更多的介电层。因此，较之采用高渗透率材料、下降更剧烈的厂商B，A将有更高的DCR，B的DCR较低。

区别

电感是储能元件，而磁珠是能量转换（珠，而电感是一种储能元件，用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHz。

1.片式电感：在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性元件和EMI滤波器元件。这些元件包括片式电感和片式磁珠，以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值）,额定电流，和低Q值。当作为滤波器使用时，希望宽的带宽特性，因此，并不需要电感的高Q特性。低的DCR可以保证最小的电压降，DCR定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。

2.片式磁珠：片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构（PCB电路）中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的信号也会受到片式磁珠的影响。

片式磁珠由软磁铁氧体材料组成，构成高体高阻抗，消除传输线中的电磁干扰。闭合磁路结构，更好地消除信号的串绕。极好的磁屏蔽结构。降低直流电阻，以免对有用信号频率范围为多少。噪声源是谁。需要多大的噪声衰减。环境条件是什么（温度，直流电压，结构强度）。电路和负载阻抗是多少。是否有空间在PCB板上放置磁珠。前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要，即电阻，感抗和总阻抗。总阻抗通过ZR22πfL()2+:=fL来描述。典型的阻抗曲线可参见磁珠的DATASHEET。

通过这一曲线，选择在希望衰减噪声的频率范围内具有阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。片式磁珠在过大的直流电压下，阻抗特性会受到影响，另外，如果工作温升过高，或者外部磁场过大，磁珠的阻抗都会受到不利的影响。

蜂窝电话，寻呼机，音频设备，PDAs（个人数字助理），无线遥控系统以及低压供电模块等。片式磁珠：时钟发生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部连接器（比如串口，并口，键盘，鼠标，长途电信，本地局域网），射频（RF）电路和易受干扰的逻辑设备之间，供电电路中滤除高频传导干扰，计算机，打印机，录像机（VCRS）,电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。

应用

射频（RF）和无线通讯，信息技术设备，雷达检波器，汽车电子，蜂窝电话，寻呼机，音频设备，PDAs（个人数字助理），无线遥控系统以及低压供电模块等。