貼片電感概述
貼片電感(Chip inductors),又稱為功率電感、大電流電感和表面貼裝高功率電感。具有小型化,高品質(zhì),高能量?jī)?chǔ)存和低電阻等特性。
一般電子線路中的電感是空心線圈,或帶有磁芯的線圈,只能通過(guò)較小的電流,承受較低的電壓;而功率電感也有空心線圈的,也有帶磁芯的,主要特點(diǎn)是用粗導(dǎo)線繞制,可承受數(shù)十安,數(shù)百,數(shù)千,甚至于數(shù)萬(wàn)安。功率貼片電感是分帶磁罩和不帶磁罩兩種,主要由磁芯和銅線組成。 在電路中主要起濾波和振蕩作用。
貼片電感特性特點(diǎn)
特性
1、表面貼裝高功率電感。
2、具有小型化,高品質(zhì),高能量?jī)?chǔ)存和低電阻之特性。
3、主要應(yīng)用在電腦顯示板卡,筆記本電腦,脈沖記憶程序設(shè)計(jì),以及DC-DC轉(zhuǎn)換器上。
4、可提供卷軸包裝適用于表面自動(dòng)貼裝。
特點(diǎn)
1、平底表面適合表面貼裝。
2、優(yōu)異的端面強(qiáng)度良好之焊錫性。
3、具有較高Q值,低阻抗之特點(diǎn)。
4、 低漏磁,低直電阻,耐大電流之特點(diǎn)。
5、可提供編帶包裝,便于自動(dòng)化裝配
貼片電感分類
貼片電感可分為繞線型、疊層型、編織型和薄膜片式電感器四個(gè)類型:
1.繞線型
它的特點(diǎn)是電感量范圍廣(mH~H),電感量精度高,損耗小(即Q大),容許電流大、制作工藝?yán)^承性強(qiáng)、簡(jiǎn)單、成本低等,但不足之處是在進(jìn)一步小型化方 面受到限制。陶瓷為芯的繞線型片電感器在這樣高的頻率能夠保持穩(wěn)定的電感量和相當(dāng)高的Q值,因而在高頻回路中占據(jù)一席之地。
TDK的NL系列電感為繞線型,0.01~100uH,精度5%,高Q值,可以滿足一般需求。
NLC型 適用于電源電路,額定電流可達(dá)300mA;NLV型為 高Q值,環(huán)保(再造塑料),可與NL互換;NLFC 有磁屏,適用于電源線。
2.疊層型
它具有良好的磁屏蔽性、燒結(jié)密度高、機(jī)械強(qiáng)度好。不足之處是合格率低、成本高、電感量較小、Q值低。
它與繞線片式電感器相比有諸多優(yōu)點(diǎn):尺寸小,有利于電路的小型化,磁路封閉,不會(huì)干擾周圍的元器件,也不會(huì)受臨近元器件的干擾,有利于元器件的高密度安裝;一體化結(jié)構(gòu),可靠性高;耐熱性、可焊性好;形狀規(guī)整,適合于自動(dòng)化表面安裝生產(chǎn)。
TDK的MLK型電感,尺寸小,可焊性好,有磁屏,采用高密度設(shè)計(jì),單片式結(jié)構(gòu),可靠性高;MLG型的感值小,采用高頻陶瓷,適用于高頻電路;MLK型工作頻率12GHz,高Q,低感值(1n~22nH)
3.編織型
特點(diǎn)是在1MHz下的單位體積電感量比其它片式電感器大、體積小、容易安裝在基片上。用作功率處理的微型磁性元件。
4.薄膜片式
具有在微波頻段保持高Q、高精度、高穩(wěn)定性和小體積的特性。其內(nèi)電極集中于同一層面,磁場(chǎng)分布集中,能確保裝貼后的器件參數(shù)變化不大,在100MHz以上呈現(xiàn)良好的頻率特性。
貼片電感的5個(gè)主要參數(shù)
1.電感量
空載測(cè)量(理論值)和在實(shí)際電路中的測(cè)量(實(shí)際值)。由于電感使用的實(shí)際電路過(guò)多,難以類舉。只有在空載情況下的測(cè)量加以解說(shuō)。
電感量的大小,主要取決于電感線圈的圈數(shù)(匝數(shù)),繞制方式,有無(wú)磁心及磁心的材料等決定。通常情況下,線圈圈數(shù)越多,繞制的線圈越密集,電感量就越大。有磁心的線圈比無(wú)磁心的線圈的電感量大。磁心導(dǎo)磁率越大,電感量也就越大。所以電感量是有很多因素來(lái)決定它的大小。電感量的基本單位是亨利(簡(jiǎn)稱亨),用字母“H”表示。常用的單位還有毫亨(mH)和微亨(μH),它們之間的關(guān)系是:1H=1000mH;1mH=1000μH
2.允許偏差
電感量單位后面用一個(gè)英文字母表示其允許偏差,各字母所代表的允許偏差見(jiàn)下表。例如:560uHK表示標(biāo)稱電感量為560uH,允許偏差為土10%,文字符號(hào)為法文字符號(hào)法,是將電感器的標(biāo)稱值和允許偏差值用數(shù)字和文字符號(hào)按—定的規(guī)律組合標(biāo)志在電感體上。采用這種標(biāo)示方法的通常是一些小功率電感器其單位通常為nH或pH,用N或R代表小數(shù)點(diǎn)。例如:4N7表示電感量為4.7nH,4R7則代表電感量為4.7uH;47N表示電感量為47nH,6R8表示電感量為6.8uH。
標(biāo)注的感量與實(shí)際感量的允許誤差值。一般用于振蕩或?yàn)V波線路中的貼片電感要求精度較高,允許偏差為±0.2%~±0.5%;而用于耦合或高頻阻流的精度要求不高,允許偏差為±10%~15%。
3.分布電容
線圈的匝與匝之間、線圈與磁心之間存在的電容。分布電容越小,其穩(wěn)定性越好。
通常將模擬電路區(qū)和數(shù)字電路區(qū)合理地分開(kāi),將電源線和地線單獨(dú)引出,把電源供給處匯集到一點(diǎn)。又如在家庭綜合布線時(shí),要將220V供電線路遇電話線、網(wǎng)絡(luò)線及音頻、視頻線等分開(kāi)布線,且要求盡量不要平行敷設(shè)。
4.額定電流
額定電流是指產(chǎn)品設(shè)備在額定電壓下,按照額定功率運(yùn)行時(shí)的電流。貼片電感正常工作時(shí)允許通過(guò)的最大電流值。若工作電流超過(guò)額定電流,則會(huì)燒毀。
5.品質(zhì)因數(shù)
品質(zhì)因數(shù)也稱Q值或優(yōu)值,是衡量電感器質(zhì)量的主要參數(shù)。他是指貼片電感在某一頻率的交流電壓下工作時(shí),所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。Q值越高,損耗越小,效率越高。
貼片電感原理
電感是閉合回路的一種屬性,即當(dāng)通過(guò)閉合回路的電流改變時(shí),會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)來(lái)抵抗電流的改變。這種電感稱為自感,是閉合回路自己本身的屬性。假設(shè)一個(gè)閉合回路的電流改變,由于感應(yīng)作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)于另外一個(gè)閉合回路,這種電感稱為互感。兩個(gè)電感線圈相互靠近時(shí),一個(gè)電感線圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線圈,這種影響就是互感。互感的大小取決于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。
貼片電感作用
作用貼片電感 是用絕緣導(dǎo)線繞制而成的電磁感應(yīng)元件。屬于常用的電感元件。貼片電感的作用:通直流阻交流這是簡(jiǎn)單的說(shuō)法,對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離,濾波或與電容器,電阻器等組成諧振電路。調(diào)諧與選頻電感的作用:電感線圈與電容器并聯(lián)可組成LC調(diào)諧電路。貼片電感在電路中的任何電流,會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁通量又作用于電路上。
當(dāng)貼片電感通過(guò)的電流變化時(shí),貼片電感中產(chǎn)生的直流電壓勢(shì)將阻止電流的變化。當(dāng)通過(guò)電感線圈的電流增大時(shí),電感線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與電當(dāng)通過(guò)電感線圈的電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相同,阻止電流的減小,同時(shí)釋放出存儲(chǔ)的能量,以補(bǔ)償電流的減小。流方向相反,阻止電流的增加,同時(shí)將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能存儲(chǔ)于電感之中;因此經(jīng)電感濾波后,不但負(fù)載電流及電壓的脈動(dòng)減小,波形變得平滑,而且整流二極管的導(dǎo)通角增大。
屏蔽貼片電感與一般的貼片電感作用不一樣,一般的貼片電感在電路中是不帶屏蔽的,使用起來(lái)了在電路中電感起不到想要的效果,屏蔽貼片電感能夠屏蔽掉一些電路中電流的不穩(wěn)定性,很好的起到阻隔的作用,屏蔽電感完整的金屬屏蔽體將帶正電導(dǎo)體包圍起來(lái),在屏蔽體的內(nèi)側(cè)將感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量的負(fù)電荷,外側(cè)出現(xiàn)與帶電導(dǎo)體等量的正電荷,如果將金屬屏蔽體接地,則外側(cè)的正電荷將流入大地,外側(cè)將不會(huì)有電場(chǎng)存在,即帶正電導(dǎo)體的電場(chǎng)被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。
屏蔽電感在電路中還起到了耦合的作用,屏蔽貼片電感為降低交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓,電感可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體,并將金屬屏蔽體接地。交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場(chǎng)電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。電場(chǎng)屏蔽以反射為主,因此屏蔽體的厚度不必過(guò)大,而以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。