磁珠+叠层电感-顺络ppt课件.ppt

1、SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP1EMC元器件2016.5SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP21、EMC基本概念q 电磁兼容定义q 电磁干扰三要素q 滤波元件2、顺络电子EMC元器件v 磁珠3、顺络电子叠层电感产品 内容SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP3 EMC EMI EMSElectromagnetic Compatibility（电磁兼容性）设备的一种能力，它在其电磁环境中能完成它的功能，而不至于在其环境中产生不能容忍的干扰。Electromagnetic I

2、nterference（电磁干扰）任何能中断、阻碍、降低或限制电子设备有效性能的电磁能量。Electromagnetic Susceptibility （电磁敏感性）设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下所呈现的不希望有的相应程度。EMC定义和含义SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP4电磁干扰三要素三要素传导耦合辐射耦合干扰源耦合通道受感器SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP5- 在噪声源处抑制暴露在噪声下的元件或设备屏蔽滤波元件噪声源屏蔽抑制电磁干扰的原理 - 硬件回路 - 通过屏蔽保护电路SunlordSunlor

3、dEXPERT IN PASSIVE PARTSP6 EMC 主要解决方法Good Electrical & Mechanical DesignPCB EMC DesignInternal Cable EMC DesignEnclosureShieldingDesignI/O Filter预防比屏蔽更加有效！SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP7滤波器基本概念MIL-STD 220AB: Output voltage without a filterC: Output voltage with a filterSunlordSunlordEXPERT I

4、N PASSIVE PARTSP8滤波器分类(基于功能)低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP9单一元件（电感，电容）组合元件（LC滤波器)滤波器分类(基于构成)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP10电感型电容型信号线或电源线信号线或电源线地线噪声噪声通过阻抗发热消耗噪声通过旁路将噪声隔离到地线上滤波器分类(基于滤波方式)SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP11滤波器选型输出阻抗高低HighLow输入阻抗SunlordSunlordEX

5、PERT IN PASSIVE PARTSP121、EMC基本概念q 电磁兼容定义q 电磁干扰三要素q 滤波元件2、顺络电子EMC元器件v 磁珠3、顺络电子叠层电感产品 内容SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP13顺络电子EMC电子元器件类型磁珠三端EMI滤波器共模扼流器型号GZ/GZ-C/SZ/SZ-C/PZ/UPZ/EPZ/HZ/HPZ/MPMZ系列MFL系列SDCW/SDCW-S/-C/-H/-CH/-U系列功能通过发热方式单线滤波LC组合电路滤波通过发热方式滤除共模噪声应用领域消费电子通讯计算机消费电子计算机USB/HDMI/DVI/IEEE13

6、94SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP14EMC产品详细介绍磁珠SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP15磁珠工作原理p 磁珠是一种阻抗随频率变化的电阻器p 低频下, 感应阻抗较低p 随着频率增加，阻抗逐渐增大并逐渐显示出电阻功能p 铁氧体磁珠的工作原理是通过阻抗吸收并发热的形式 将不需要频段的能量耗散掉SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP16磁珠磁珠频谱曲线等效电路Z=R+jXZ2=R2+X2L0R0C01101001000Frequency(MHz)05010015020

7、0250300Impedance()XRZSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP17磁珠的发展趋势100MHz500MHz1GHz高频段160810050603100018002700高阻抗大电流6A3A波形失真小小尺寸1101001000Frequency(MHz)05001000150020002500Impedance( )HZ1608U102GZ1608U1023GHz10ASunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP18电性参数参数测试仪器测试频率测试信号Z (阻抗)HP4291B/E4991A参照产品规格书50m

8、VDCR (直流电阻)HP4338B直流/IDC (额定电流)电流表/SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP19磁珠的结构X射线内部结构SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP20生产流程Tape Casting流延Screen Printing丝网印刷Lamination叠层Cutting切割Burning andFiring排胶、烧结Termination端电极Plating电镀Packing编带SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS顺络公司的磁珠代码特征外形尺寸阻抗范围（）额定电

9、流（mA）GZ SeriesFor General Use06033216522001002200（02011206）GZ-C SeriesLow RDC For General Use100516081515001001000（04020603）SZ SeriesFor high speed signal060320122227001001000（02010805）SZ-C SeriesLow RDC For high speed signal10051608152500100800（04020603）PZ SeriesFor large current0603451610100045060

10、00（02011806）UPZ SeriesFor power lines100520122210009006000（04020805）EPZ SeriesFor extra high current1005, 403010120305620003100100000402, 1612HZ SeriesFor high frequency noise10051608120180050300(04020603)HPZ seriesFor high freq. noise and large current1005160810015001502000(04020603)MPMZ322520For l

11、arge current3225203030%10000SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS顺络公司的磁珠HZ、HPZ采用立式的电极结构，具有较小的杂散电容，因而自谐频率较高，在GHz频段下具有较高的阻抗，可用于抑制更高频率的噪声。GZ/SZ/PZ/UPZ/EPZHZ/HPZSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS在与其他厂商的磁珠产品进行替代和对应时，除了从磁珠类型、尺寸、阻抗、DCR、额定电流等参数进行对应外，还要通过频谱图进行料别判断才能最终确定相应的磁珠型号。通过观察频谱上表示R的曲线是从哪个频率附近开始“抬升”的

12、，可以得知是哪种料别。例如右图的磁珠，R是在1020MHz范围内开始抬升的，可以判断为E料。不同料别的R曲线“抬升”频率：磁珠料别判断1101001000Frequency(MHz)050100150200250300Impedance()XRZf (MHz)2-33-410-2020-3040-60100400料别WUEDKGFSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS电感与磁珠的区别与联系磁珠电感工艺与结构叠层叠层，绕线工作原理滤除噪声，工作在阻抗较大的频率段，电阻分量占主要因素。在噪音频段磁珠表现为一个低Q值的电感，将能量吸收并以发热形式消耗掉储能，谐振，

13、匹配，扼流，滤波。利用了电感的自感储能原理表征参数阻抗电感量，SRF，Q值共同参数IDC，RDCIDC，RDCSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP25磁珠频谱图及衰减特性GZ 系列SZ 系列1101001000Frequency(MHz)02004006008001000impedance()GZ2012E601TFXRZ1101001000Frequency(MHz)0400800120016002000impedance()SZ2012K601TFXZR衰减频率范围: 30750MHz衰减频率范围: 100500MHzSunlordSunlordEX

14、PERT IN PASSIVE PARTSP26PZ/UPZ 系列HZ/HPZ 系列1101001000Frequency(MHz)0500100015002000Impedance()XZRHZ1608D601TF1101001000Frequency(MHz)02004006008001000impedance()PZ2012E601TFXRZ衰减频率范围: 30-750MHz衰减频率范围: 303000MHz磁珠频谱图及衰减特性SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP27磁珠用于抑制电子设备中30MHz至3000MHz范围内的噪声，例如计算机及外围设备

15、，DVD，数码相机，LCD TV,通信设备，OA设备等。- 电源线- 高频线路，如时钟线、RGB线路- 振荡回路- 有震铃信号产生的回路- 接地回路 应用SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP28-了解需要抑制的噪声频段范围-明确电磁干扰源及位置-明确回路的源阻抗和负载阻抗-了解要求的衰减为多大-了解线路通过的直流电流多大-了解线路板上允许的空间有多大磁珠选型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS磁珠选型SignalLowHighZ-fFilterStandard type beadsBeads with high sh

16、ape factorCommon mode choke coilLow Z at signal frequencyHigh Z at noise frequencyDivide signal from noiseExampleExampleExampleGZ/PZ/UPZ/EPZ/HPZ-U/HZ-U SeriesSZ/HZ-K/HZ-GHPZ-G SeriesSDCW/SDCW-HSeriesDiscriminationFrequencyConduction modefrequencyfzfzfrequencyfzSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS对于

17、PZ, UPZ, EPZ, HPZ等大电流系列磁珠，在使用温度超过85后，需要对磁珠额定电流进行降额。对于额定电流大于2A的，曲线由85线性降额至125 下1A；额定电流小于2A的，则降至125 下0.8A具体每一款磁珠的降额曲线请参考规格书和产品目录。大电流磁珠降额使用2.51.50.885125PZ Beads Derated Current CurveSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS磁珠选型注意事项数字地和模拟地连接问题正确方法：数字地和模拟地之间采用0欧姆电阻连接（或者一段很短的导线）SunlordSunlordEXPERT IN PASSIV

18、E PARTS磁珠选型注意事项摆放位置不对导致失效SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTS磁珠选型注意事项SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP34应用 1 笔记本电脑图像处理3South Bridge DC-DC转换器11HDD/DVD/FDD10无线网9液晶显示面板4CPU1USB I/F7DRAMNorth Bridge 打印机接口PC卡插槽音频接口局域网接口825键盘/鼠标接口IEEE1394 I/F61、2、3：SZ&PZ&UPZ 系列4：GZ&SZ&PZ&UPZ 系列5、6、7、8、11：PZ&UPZ 系列10

19、：HZ&HPZ 系列SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP35不良项目可能原因不良原因分析解决措施阻抗偏低测试前磁珠遭受了大电流冲击在测试阻抗之前先进行了其他测试，例如RDC测试等，而该项测试使磁珠上通过了过大电流。磁珠的磁体材料为铁氧体，当磁珠中通过大电流时，产生的磁场会使铁氧体的磁导率降低，因而使磁珠阻抗降低。避免磁珠在测试阻抗前遭受大电流冲击。注意测试RDC时，仪器的测试信号不能过大。阻抗偏高测试信号幅度过大当一定幅度的信号经过磁珠时，产生的磁场使铁氧体的磁导率升高，这将使测得的磁珠阻抗偏高按照规格书要求，测试信号幅度限制为50mV或更低。测试前产品

20、经过了焊接由于磁珠生产过程中的电镀会使磁珠遭受较大电流冲击，铁氧体磁导率有一定幅度下降，因此出货检验时的阻抗并非该磁珠可达到的理论最大阻抗。当经过焊接的高温后，铁氧体材料磁导率恢复，使磁珠阻抗上升。/常见测试不良SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP36不良项目可能原因不良原因分析解决措施EMC测试不通过磁珠在待抑制EMI频段的阻抗不足选型时仅关注了100MHz阻抗，而未关注待抑制EMI频段的阻抗，即未考虑磁珠的频谱。重新选型，参考案例1.较高的直流偏置通过磁珠使阻抗频谱发生改变，待抑制频段的阻抗不足。常见于电源线滤波。考虑磁珠直流偏置时的阻抗频谱，重新选

21、型。一般的，有直流偏置时，磁珠的阻抗峰值向高频方向移动，且峰宽变窄，峰值略降。磁珠短路。可能由于过电流、脉冲电流等造成。分析短路原因，针对性选择更低RDC产品或线路增加脉冲/ESD防护功能EMC是系统工程，与各器件选型、PCB Layout、屏蔽、接地和滤波等都相关。客户处即使是由于更换磁珠导致EMC测试不通过，也可能是因整机揭开又重新组装后的接地、屏蔽状况发生改变影响EMC测试结果。参考案例2.调整整机组装状态，重复测试，确认真实的不良原因。应用注意事项SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP37不良项目可能原因不良原因分析解决措施屏幕模糊/有条纹信号线上

22、噪声抑制不足选型时仅关注了100MHz阻抗，而未关注待抑制噪声频段的阻抗，即未考虑磁珠的频谱。重新选型不能开机/数据传输速率不足用于电源线的磁珠RDC过大，造成过大压降而使芯片供电电压不足选择RDC更低产品，如PZ、UPZ、HPZ系列磁珠开路。可能由于过电流、脉冲电流等造成。分析开路原因，针对性选择更低RDC产品或线路增加脉冲/ESD防护功能关键数据传输线路上（如CPU和内存之间）的磁珠信号频率段阻抗过高，影响数据传输速率，严重时导致不能开机重新选型信号频率段阻抗较低的产品，如：选择阻抗较低产品或K料/G料产品。应用注意事项SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PAR

23、TSP38应用注意事项不良项目可能原因解决措施声音失真或有杂音磁珠直流电阻过大。1.选择RDC更低产品，如PZ、UPZ、HPZ系列；2.选择较低阻抗的产品；解码前的声音信号传输线路上的磁珠信号频率段阻抗过高，对部分有用信号衰减过大，导致解码后声音失真重新选型信号频率段阻抗较低的产品，如：选择阻抗较低产品或K料/G料系列。解码前的声音信号传输线路上的磁珠噪声抑制能力不足，导致解码后声音有杂音重新选项抑制噪声能力更强的磁珠，如：HZ系列等。总谐波失真测试不通过在较大交变信号下，磁珠的非线性特性体现出来更换线性特性更优的产品SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP

24、39不良项目可能原因不良原因分析解决措施磁珠开路磁珠上通过了过大电流重新选型低RDC高Ir的产品，如PZ、UPZ、HPZ系列磁珠上通过了过大的脉冲电流或静电放电电流1.选型低RDC高Ir的产品，如PZ、UPZ、HPZ系列；2.在有脉冲电流的线路中，增加脉冲防护或ESD防护，例如使用压敏电阻等器件。机械应力造成开路若磁珠处于PCB边沿且与边沿垂直贴放，则分板时的机械应力可能导致磁珠开路合理布局PCB上磁珠的位置和摆放方向；减小分板应力。磁珠短路磁珠上通过了过大电流重新选型低RDC高Ir的产品，如PZ、UPZ、HPZ系列磁珠上通过了过大的脉冲电流或静电放电电流1.选型低RDC高Ir的产品，如PZ、

25、UPZ、HPZ系列；2.在有脉冲电流的线路中，增加脉冲防护或ESD防护，例如使用压敏电阻等器件。应用注意事项SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP401、EMC基本概念q 电磁兼容定义q 电磁干扰三要素q 滤波元件2、顺络电子EMC元器件v 磁珠3、顺络电子叠层电感产品 内容SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP41电感的电性参数L: 电感量Q: 品质因子SRF: 自谐频率DCR: 直流电阻IDC: 额定电流 SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP42电感的电性参数L (电感量)：

26、电感的作用是抑制电流的改变，电感量衡量其抑制电流改变的特性。一个电感的电感量受磁芯材料、磁芯形状尺寸、线圈数、线圈形状和大小所影响。电感量通常以微亨为单位。 1 millihenry (mH) = 10-3 H 1 microhenry (H) = 10-6 H 1 nanohenry (nH) = 10-9 H 电感量档位:标准的电感量档位是通过字母来反映。字母精度C0.2nHD0.5nHF1%G2%H3%J5%K10%S0.3nHSunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP43电感的电性参数Q (品质因子):电感的Q值是电感相对损耗的一个度量，被称为“品质因

27、子”。它的定义是电感储能与耗能的比值，即电抗与有效电阻的比值，如下公式其中，XL为电感的电抗，包括感抗和容抗两部分；Re（电阻）主要由电感线圈的直流电阻、磁芯损耗以及介电损耗等组成。XL（电抗）和 Re（电阻）都是频率的函数，所以指定Q值时必须给定测试频率。低频时电抗随着频率的增长比电阻快，在高频时下降得也快。因此Q值与频率的关系会形成一个钟形的曲线。SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP44SRF (自谐频率):自谐频率是指电感的分布电容和电感量发生谐振的频点。在这个频率下，电感感抗与分布电容容抗相等并且互相抵消，整体表现为电抗为零，在自谐频率处电感失去

28、储能能力而表现出高阻的纯电阻特性。即在自谐频率点电感的Q值为零。自谐频率用MHz来定义，在产品资料中以最小值登录。电感的电性参数SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP45DCR (直流电阻): 电感的直流电阻指在无交流信号下测得的电阻。在电感设计中，都要求使直流电阻尽可能的小。其量度单位是欧姆，通常标称为最大值。IDC (额定电流):额定电流表征了通过电感的直流电流的强度，包括温升容许电流和磁饱和电流两方面的内容，由二者中较小的电流决定，通常标称为最小值。温升容许电流的大小取决于电感直流电阻，直流电阻越小则温升容许电流越大。磁饱和电流则定义为电感在通入外加

29、电流而导致电感量下降一定幅度时的电流值。电感磁体材料和线圈结构的设计会影响磁饱和电流的大小。对于磁芯为非磁性材料的电感来说，通入电流不会导致电感量下降，因而其额定电流仅由温升容许电流定义。电感的电性参数SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP46项目叠层绕线FerriteCeramicFerriteCeramic外形内部结构SunlordSeriesSDFL, MCL, MPHSDCL, SDHL, HQWL-FS,SWPA, SPH,WPN, WPLSDWL-C顺络电子电感产品SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP47

30、叠层电感产品详细介绍射频电感SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP48u射频电路阻抗匹配（RF impedance match）u射频谐振（RF resonance）u射频供电线路扼流（RF choke）u射频滤波和隔离（RF filtering and isolation ）射频电感的应用SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP49射频电感的应用阻抗匹配SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP50射频电感的应用谐振电路SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE P

31、ARTSP51电感量Q值方向性RDC额定电流自谐频率#阻抗匹配 谐振 扼流 / 滤波隔离 / ：应用频率下的电感量一致性；：应用频率下的Q值；#：自谐频率的一致性。数量多代表相关性强，/代表无关射频电感特性与应用的相关性SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP52绕线高Q、高精度SDWL10054532CSDWL1005CPSDWL1608CPSDWL1005CH叠层高可靠性、低成本SDCL0402HSDCL0603QSDCL1005/1608SDHL1005/1608HQ1005片式高频电感顺络电子的射频电感SunlordSunlordEXPERT IN

32、PASSIVE PARTSP53类型系列尺寸电感量范围特点叠层陶瓷电感SDCL0402(01005)1608 (0603)0.2nH680nH低成本叠层陶瓷电感SDHL1005(0402)1608(0603)1nH180nH高SRF叠层陶瓷电感HQ1005(0402)1.0nH15nH高Q值叠层射频电感类别SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP5410nH100nH10050402SDCL1005 (0402), HQ1005(0402), 1.0*0.5mm0.6nH360nHSDCL0603Q(0201), 0.6*0.3mm0.6nH120nHSDC

33、L0402H (01005), 0.4*0.2mm1.0nH20nH06030201040201005 0603/0402小感量产品最高精度可达0.1nH，大感量最高精度可达3% 1005小感量产品最高精度可达0.3nH，大感量最高精度可达5%。叠层射频电感SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP55SeriesInductance compensationCross with competitorsSDCL0603QT02L3.6nH 3.6nHL6.8nH 6.8nHL9.1nH L9.1nHTaiyo Yuden HK0603, HKQ0603, TO

34、KO LLV0603, TDK MLG0603S+0.25nH+0.43nH+0.5nH+0.85nHSDCL0603QT02B01+0.43nHMurata LQP03TN, TDK MLG0603P, Samsung CIH03QSDCL0603QT02B020Murata LQP03TGSDCL0402H+0.11nHMurata LQP02TN, TDK MLG0402P, Taiyo Yuden HK0402SDCL1005C0Murata LQG15H, LQP15TN, TDK MLG1005, TDK HK1005SDCL1005-M01-0.2nH(L10nH); 0nH(L

35、10nH)Murata LQG15HS, TDK MLG1005SSDCL1005-M02+0.3nH(L10nH); 0nH(L10nH)Murata LQG15HN, TDK MLG1005M叠层射频电感的对应SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP56不良项目根本原因不良原因分析解决措施PathLoss不良、校准不良、灵敏度偏低等。不良比例一般大于1%匹配电路中的电感(电容)使用不合适。具体而言，当电感(电容)贴于主板后在应用频率下所表现的电感量(电容量)并非最优值致匹配不良不同厂家标称感值相同的产品在应用频率下电感量有偏差，直接替换导致不良以新厂家系

36、列产品重新调试，取应用最优值所对应的电感型号量产初始调试选型不佳，未选择最优电感值，部分上下限偏差产品匹配不良取临近电感值产品重新调试，选择应用最优值所对应电感型号量产电感极性，不同方向贴片时表现的电感量有偏差导致匹配不良使用带方向标记的电感调试及量产两并行电感贴片方向不妥当致互相干扰使用带方向标记的电感调试及量产灵敏度偏低，不良率近100%应用频率下电感Q值偏低选用绕线陶瓷电感或其他类型高Q值电感叠层射频电感的应用注意事项SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP57不良项目根本原因常见不良原因解决措施线路压降不良，不良率一般高于10%电感RDC与要求不匹配

37、，多见于扼流线路不同厂家电感替换，RDC有差异以新厂家产品重新调试电感线路不导通，不良率一般低于1%电感开路电感中有过大持续电流通过使电感电极烧断，如音频功放电路的电感额定电流小于工作电流而开路使用更低RDC产品，必要时采用更大尺寸电感或要求电感厂家重新设计低RDC产品电感中有脉冲电流通过使电感电极烧断，如按键电路中的电感遭受ESD冲击开路设计保护电路，或使用更低RDC产品，必要时采用更大尺寸电感或要求电感厂家重新设计低RDC产品电感处于主板边缘，分板时过大应力致电感电极断开合理布局PCB上电感的位置和摆放方向；减小分板应力电感虚焊或焊接偏位参考下页焊接不良原因分析参考下页焊接不良解决措施叠层

38、射频电感的应用注意事项SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP58不良项目常见不良原因解决措施电感焊接性不良锡膏、焊接条件、焊盘设计不合理按照规格书推荐的焊盘设计，使用规格书推荐的焊接条件和锡膏等PCB布局不合理，器件间间距过小致电感焊接受周边器件影响。合理布局器件，避免间距过小问题电感焊接电极面状况不佳，常见于绕线电感由电感厂家改进，优化焊接电极面电感过期致焊接性不佳更换焊接性合格的产品叠层射频电感的应用注意事项SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP59叠层电感产品详细介绍功率电感SunlordSunlordEXPER

39、T IN PASSIVE PARTSP60功率电感功率电感绕线型叠层型顺络型号 SWPA/SPH顺络型号 MPH顺络型号 WPN铁氧体磁芯铁合金磁芯铁氧体磁体铁合金磁体顺络型号 MPM顺络电子的功率电感产品SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP61u滤波（Filtering），如高功率音频功放电路u电源扼流（Power line choke），如Buck电路u储能（Inductive storage），如Boost电路功率电感的应用SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP62Buck电路精简模型1、K闭合后，D关断，电流

40、流经L，L是储能滤波电感，它的作用是在K接通Ton期间限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对R进行电压冲击，同时把电感电流IL转化成磁能进行能量存储；与R并联的C是储能滤波电容，如此R两端的电压在Ton期间是稳定的直流电压2、在K关断期间Toff，L将产生反电动势，流过电流IL由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D，最后回到反电动势eL的负极。由于C的储能稳压，Toff阶段的输出电压Uo也是稳定的直流电压K闭合时，L两端有压降，意味着UoUi, BUCK电路一定是降压电路SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP63对Buck电

41、路，电感上的纹波电流 I=(Vin-Vout)D/(LFsw)=Vout(1-D)/(LFsw)式中，Vin:输入电压；Vout:输出电压 Fsw :开关频率；I: 电感上通过的电流峰峰值，即纹波电流 D:占空比，D=Ton/T=Vout/Vin=Iout/Iin注：公式假设如下：所有器件均为理想器件，即各器件功耗为0。若考虑实际器件的压降、功耗等，公式将略有差异，对本文所述电感估算方法，可忽略之。可见，纹波电流与电感值成反比。一般的，取纹波电流不超过最大稳态输出电流的30%，因而可计算在最大稳态输出电流时，所需最小电感值Lmin1：Lmin1=(Vin-Vout)D/(Irate0.3Fsw

42、)对于开关电源上所用的电感，其精度一般为20%，因此，考虑电感的精度，在最大稳态输出电流时电感的最小中心值Lmin2为：Lmin2=Lmin1/(1-20%) 由于电感在较高偏置电流情况下其感值会下降，即电感具有饱和特性，而电感厂家所标电感值一般均在低偏置电流情况下测试，因此，须根据上式计算结果，并通过电感厂家提供的饱和电流曲线来找出低偏置电流时所需的最小电感值Lmin3Buck电路电感选型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP64例如：为某降压型DC-DC转换器选择合适电感量：输入电压Vin=3.7V，输出电压Vout=1.1V，开关频率Fsw=2.25

43、MHz，输出的最大稳态电流Irate=1.0A。纹波电流I取为30%Irate，则在最大稳态输出电流下所需的电感值：Lmin1= 1.1（1-1.1/3.7）/（2.251.00.3）H=1.15H取精度为20%，则最大稳态输出电流下所需电感值中心值为：Lmin2=1.13H/（1-20%）=1.43H在电感厂家提供的电感系列饱和电流曲线中查找对应（以SWPA252010系列为例），可见，须选择在1.3A偏置电流下的电感值大于Lmin2的SWPA252010S2R2MT。 Buck电路电感选型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP65Buck电路电感选型一

44、般的，满足上述电感值条件的电感器有多种型号，此时须考虑这些备选电感的其他参数了：温升电流特性：电感的温升电流Irms应大于最大稳态输出电流，很多时候，为确保产品可靠性，温升电流应留一定余量；产品尺寸：一般来说尺寸越大性能越好；产品DCR：DCR越低则电感直流损耗越低，转换效率越高；产品类型：带屏蔽的电感比不带屏蔽的电感好，改善EMI；SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP66Boost电路精简模型当K接通时，Ui开始对L充电，流过L的电流iL开始增加，同时电流在L中也要产生反电动势eL，C向R放电，形成稳定电压Uo当K由接通转为关断的时候，为了保持励磁不变

45、，L也会产生反电动势eL。eL反电动势的方向与开关K关断前的方向相反，但与电流的方向相同,在控制开关K两端的输出电压uo等于输入电压Ui与反电动势eL之和。在开关关断Toff期间，K关断，L把电流iLm转化成反电动势，与输入电压Ui串联迭加，通过整流二极管D继续向负载R提供能量，R两端形成稳定电压输出Uo=Ui+eLBOOST输出电压高于输入，是一个升压电路SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP67对Boost电路，电感上的纹波电流I=VinD/(LFsw)=(Vout-Vin)(1-D) /(LFsw) 式式中，Vin:输入电压，Vout:输出电压 Fs

46、w :开关频率，D:占空比，D=Ton/T=1-Vin/Vout为保证Boost电路在调节输出电流时的稳定性，在低负载时电感电流为断续电流模式（DCM），高负载时电感电流为连续电流模式（CCM）。一般的，当输出电流为最大稳态输出电流的60%80%时（），使电感电流处于临界电流模式，临界电流模式时Iinductor=I/2；由式知电感值越大，则电感纹波电流越小，在越低的的输出电流时即进入连续电流模式。又以转换效率计算Iinductor为：Iinductor=VoutIrate/(Vin)由此计算得在Iinductor偏置电流情况下的电感值L1应为：L1= (Vout-Vin)(1-D)/(IFs

47、w)= (Vout-Vin)(1-D)/(2IinductorFsw)= (Vout-Vin)(1-D)/2VoutIrateFsw /(Vin) #式由于Boost电路对电感值的要求比Buck更不严格，因此在公称电感值选取步骤中，我们无须再对精度进行相关计算，只须考虑电感的饱和特性即可。与前述方法相同，根据#式计算结果，通过电感厂家提供的饱和电流曲线来找出低偏置电流时所需的电感值L2。Boost电路电感选型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP68例如：为某升压型DC-DC转换器选择合适电感量：输入电压Vin=3.7V，输出电压Vout=30V，开关频率

48、Fsw=0.6MHz，输出的最大稳态电流Irate=0.02A。按如下假设一计算：A、当输出电流为最大稳态输出电流的80%时，使电感电流处于临界电流模式；B、转换效率=70%。计算知最大稳态输出电流的80%的电流Iinductor为：I=300.020.8/3.7/0.7=0.185A则在Iinductor电流下所需的电感值：L1= （30-3.7）3.7/30/（20.60.185）H=14.59H在电感厂家提供的电感系列饱和电流曲线中查找对应（以SWPA3012系列为例），可见按照我们的设定条件，可选择SWPA3012S150MT。按如下假设二计算：A、当输出电流为最大稳态输出电流的60%

49、时，使电感电流处于临界电流模式；B、转换效率=75%。计算知最大稳态输出电流的60%的电流Iinductor为：I=300.020.6/3.7/0.75=0.13A则在Iinductor电流下所需的电感值：L1= （30-3.7）3.7/30/（20.60.13）H=20.84H在电感厂家提供的电感系列饱和电流曲线中查找对应（以SWPA3012系列为例），可见按照我们的设定条件，可选择SWPA3012S220MT综合假设一和假设二，可知可选择的电感范围为15uH22uH。Boost电路电感选型SunlordSunlordEXPERT IN PASSIVE PARTSP69Boost电路电感选型

50、从前文叙述中，我们可知在Boost电路中的电感纹波电流都比较大，在如此大的纹波电流下，电感的交流损耗（磁损）将变得不可忽略，甚至超过直流传导损耗（铜损）成为电感的主要损耗，从而成为影响转换效率的重要原因。因而Boost电路的电感选择非常复杂，须综合考虑电流模式转换临界点、直流电阻、转换效率等多方面信息。温升电流特性：电感的温升电流Irms应大于最大稳态输出电流，很多时候，为确保产品可靠性，温升电流应留一定余量；产品DCR：DCR越低则电感直流损耗（铜损）越低，有利于获得较高的转换效率；产品尺寸：一般来说尺寸越大性能越好；产品类型：带屏蔽的电感比不带屏蔽的电感好，改善EMI；SunlordSun