绕线电感 (b)半屏蔽电感
电感的工艺大致可以分为绕线电感、多层片状电感、薄膜电感。
在电路设计中,电感主要有三大类应用:
功率电感:主要用于电压转换,常用的DCDC电路都要使用功率电感;
去耦电感:主要用于滤除电源线或信号线上的噪声,EMC工程师应该熟悉;
高频电感:主要用于射频电路,实现偏置、匹配、滤波等电路。
一、绕线电感
把铜线绕在一个磁芯上形成一个线圈,绕线的方式有两种:圆柱形绕法(Round Wound)、平面形绕法(Flat Wound)。
磁芯的磁导率越大,电感值越大,磁芯可以是非磁性材料、铁磁性材料。
绕线电感可提供大电流、高感值;磁芯磁导率越大,同样的感值,绕线就少,绕线少就能降低直流电阻;同样的尺寸,绕线少可以绕粗,提高电流。
另外,电源设计中,经常遇到电感啸叫的问题,本质就是磁场的变化引起了导体,也就是线圈的振动,振动的频率刚好在音频范围内,人耳就可以听见,合金一体成型电感,比较牢固,可以减少振动。
线绕电感
二、多层片状电感
多层片状电感器是用磁性材料采用多层生产技术制成的无绕线电感器。
它采用铁氧体膏浆交替层叠并采用烧结工艺形成整体单片结构,有封闭的磁回路,所以有磁屏蔽作用。
片状电感器的外形与片状陶瓷电阻器相似,并且尺寸可以做得极小。
多层片状电感
三、薄膜电感
薄膜电感器是一种采用真空薄膜工艺制作的电感器,可靠性高,易于集成化和片式化,非常适合于自动化表面装贴技术(SMT),并且由于其尺寸小,高频特性好等优点。
薄膜电感
四、功率电感
功率电感通常用于DCDC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。
功率电感
(a)非屏蔽工字型电感
其磁路由磁芯和空气共同构成,所以其磁力线会完全暴露在空气中,没有任何的磁屏蔽。
这种电感在工字形电感的基础上,在电感外围增加了磁屏蔽材料。
由于导磁材料磁阻小,因此磁力线基本被锁定在导磁材料中,只有少部分的磁场会从气隙中溢出,故这种电感对外的漏磁量很少。
(c)一体成型电感
这种电感是将绕组和导磁材料一次铸造而成,内部只开有很小的气隙,防止电感饱和,因此这种电感基本没有磁力线的溢出。
五、去耦电感
去耦电感也叫Choke,教科书上通常翻译成扼流圈。
去耦电感的作用是滤除线路上的干扰,属于EMC器件,EMC工程师主要用来解决产品的辐射发射(RE)和传导发射(CE)的测试问题。
去耦电感,通常结构比较简单,大都是铜丝直接绕在铁氧体环上。
(a)差模电感
差模电感就是普通的绕线电感,用于滤除一些差模干扰,主要就是与电容一起构成LC滤波器,减小电源噪声。
对于220V市电,差模干扰就是L相到N相之间的干扰;对于主板上的低压直流电源,其实就是电源噪声。
差模电感
(b)共模电感
共模电感就是在同一个铁氧体环上绕制两个匝数相同、绕向相反的线圈。
如图所示的共模电感:
共模电感
当有共模成分流过共模电感时,根据右手定则,会在两个线圈形成方向相同的磁场,相互加强,相当于对共模信号存在较高的感抗;
当有差模成分流过共模电感时,根据右手定则,会在两个线圈形成方向相反的磁场,相互抵消,相当于对差模信号存在较低的感抗。
换一个方式理解:当V+上流过一个频率的共模干扰,形成的交变磁场,会在另一个线圈上形成一个感应电流,根据楞次定律和有右手定则,感应电流的方向与V-上共模干扰的方向相反,就抵消了一部分,减小了共模干扰。
共模电感主要用于双线或者差分系统,如220V市电、CAN总线、USB信号、HDMI信号等等。
用于滤除共模干扰,同时有用的差分信号衰减较小。
共模电感选型需要注意以下几点:
直流阻抗要低,不能对电压或有用信号产生较大影响;
用于电源线的话,要考虑额定电压和电流,满足工作要求;
通过测试确定共模干扰的频段,在该频段内共模阻抗应该较高;
差模阻抗要小,不能对差分信号的质量产生较大影响。
六、高频电感
高频电感主要应用于手机、无线路由器等产品的射频电路中,从100MHz到6GHz都有应用。
高频电感在射频电路中主要有以下几种作用:
匹配(Matching):与电容一起组成匹配网络,消除器件与传输线之间的阻抗失配,减小反射和损耗;
滤波(Filter):与电容一起组成LC滤波器,滤出一些不想要的频率成分,防止干扰器件工作;
隔离交流(Choke):在PA等有源射频电路中,将射频信号与直流偏置和直流电源隔离;
谐振(Resonance):与电容一起构成LC振荡电路,作为VCO的振荡源;
巴仑(Balun):即平衡不平衡转换,与电容一起构成LC巴仑,实现单端射频信号与差分信号之间的转换。
相关文章
猜你喜欢
-
磷脂酰肌醇信号通路?磷脂酰肌醇信号通路
1、 磷脂酰肌醇信号通路,在磷脂酰肌醇信号通路中胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合,激活质膜上的磷脂酶C(PLC-β)。 2、产生1,4,5-三...
-
稻城亚丁徒步路线?不太容易下雨
稻城亚丁,这个“蓝色星球最后一片净土”,这个人间天堂,也只有徒步去感受它才不辜负这天地间的最后圣洁了吧。路就在你脚下,空气真实的吐露在你胸腔,稻城美景在你眼中,...
-
滤波器英文 锁相环滤波器
以及f、线性的或非线性的、常用的滤波电路有电容滤波、按所通过信号的频段分为低通、但减弱、带通滤波、高通。贝塞尔按元件LC。 带阻和全通等类型。对于不同滤波...
-
联通wlan无线上网 无线保真(外语缩写
1、无线保真(外语缩写:WIFI、外语全称:WIreless FIdelity),是当今使用最广的一种无线网络传输技术。 2、实际上就是把有线网络信号转换...
-
荣耀路由2s 不过大家要注意的是
路由器是个比较特殊的数码产品,与手机不同的是,基本上不会有人去关心它,买回家之后就一直扔在角落里,默默地服务,其实作为无线网络的核心硬件,路由器的选择是非常重要...