片式電感及其應用
發布時間:2009-12-11 來源:史建華 錢振宇 電源技術應用
中心議題:
按an照zhao電dian感gan器qi在zai線xian路lu中zhong發fa揮hui的de功gong能neng,主zhu要yao有you兩liang方fang麵mian的de應ying用yong,分fen別bie是shi波bo形xing發fa生sheng器qi和he扼e流liu電dian抗kang器qi。其qi中zhong,在zai波bo形xing發fa生sheng方fang麵mian的de應ying用yong又you包bao括kuo了le諧xie振zhen電dian路lu,振zhen蕩dang電dian路lu,時shi鍾zhong電dian路lu和he脈mai衝chong電dian路lu等deng。在zai這zhe類lei電dian路lu中zhong,電dian感gan器qi必bi須xu具ju有you高gaoQ、小的電感偏差和穩定的溫度係數。高的Q值使電路具有尖銳的諧振峰值;窄的電感偏差則保證了諧振頻率偏差盡可能的小;而穩定的溫度係數則保證諧振頻率具有穩定的溫度變化特性。
而扼流電抗器是將電感作為扼流圈來使用,這在電源電路中有廣泛應用。這時電感器的主要參數是額定的工作電流、低的直流電阻和低的Q值。
當電感作為扼流電抗器來使用時,總希望用它構成的濾波電路具有寬的頻率抑製特性,因此,這種電感器並不需要有高的Q值。而低的直流電阻可以保證在額定電流通過電感器時,將有最小的電壓降。
這樣看來,同樣是一個電感器,不同的應用場合中對電感器性能要求是不同的。
片式電感
pianshidianganfenweiraoxianxinghediecengxingliangdalei。raoxianxingdianganqishijiangxidedaoxianraozairuancitieyangticixinshangzhicheng,waicengyibanyongshuzhifenggu。qigongyijichengxingqiang,dantijixiaoxinghuayouxian。
而片式疊層電感器則不用繞線,是用鐵氧體漿料和導體漿料交替印刷、疊層、燒結,形成閉合磁路;它采用先進的厚膜多層鈍化技術和疊層生產工藝,實現了超小型表麵安裝。
疊層型電感的主要特點是有磁屏蔽和直流電阻小。與繞線型相比,電感量和可允許通過的電流相對較小,但是更適合在高頻下使用。
片式電感的材料分成以鐵氧體磁性材料為基體和以陶瓷材料為基體兩個大類。
前者采用鎳鋅係和錳鋅係材料製成各種小型鐵氧體磁芯。大多數片式電感器,特別是片式功率電感器、片式EMI抑製器都使用鎳鋅係材料。
而錳鋅係材料主要用在片式變壓器和片式低頻電感器中。
後(hou)者(zhe)采(cai)用(yong)低(di)介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)陶(tao)瓷(ci)製(zhi)成(cheng)的(de)高(gao)頻(pin)片(pian)式(shi)疊(die)層(ceng)電(dian)感(gan)器(qi),在(zai)其(qi)製(zhi)作(zuo)當(dang)中(zhong)還(hai)考(kao)慮(lv)了(le)抑(yi)製(zhi)雜(za)散(san)電(dian)容(rong)的(de)問(wen)題(ti),用(yong)它(ta)做(zuo)成(cheng)的(de)疊(die)層(ceng)電(dian)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)較(jiao)高(gao)的(de)自(zi)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv),用(yong)在(zai)亞(ya)微(wei)波(bo)到(dao)微(wei)波(bo)波(bo)段(duan),適(shi)合(he)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)向(xiang)高(gao)頻(pin)化(hua)、網絡化發展的需要。
1)片式疊層電感器
pianshidiecengdianganqi,shidianganlingyuzhongdiankaifadechanpin。zhizuoshibuyongraoxian,eryongtieyangtijiangliaohedaodianjiangliaojiaotijinxingduocengyinshua,ranhoutongguogaowengongshaojie,xingchengyoubiheciludedianganxianquan(見圖1)。或(huo)者(zhe)將(jiang)微(wei)米(mi)級(ji)鐵(tie)氧(yang)體(ti)薄(bo)片(pian)進(jin)行(xing)疊(die)層(ceng),每(mei)個(ge)磁(ci)性(xing)層(ceng)有(you)印(yin)刷(shua)的(de)導(dao)體(ti)圖(tu)案(an)和(he)孔(kong),孔(kong)中(zhong)填(tian)充(chong)導(dao)電(dian)材(cai)料(liao),從(cong)而(er)把(ba)上(shang)層(ceng)圖(tu)案(an)和(he)下(xia)層(ceng)圖(tu)案(an)連(lian)結(jie)起(qi)來(lai),經(jing)過(guo)加(jia)壓(ya)、燒結,形成一體化的多層電感器。
這類電感器製作工藝更加適合尺寸微小型化,容易實現規模化大生產。片式疊層電感器與片式繞線電感器相比有諸多優點:尺寸小,有利於電路的小型化;磁路封閉,不會幹擾周圍的元器件,也不會受臨近元器件的幹擾,有利於元器件的高密度安裝;一體化結構,可靠性高;耐熱性、可焊性好;形狀規整,適合於自動化表麵安裝生產。

目前這類產品已取得較大進展,並通過改進磁性材料性能、改(gai)善(shan)內(nei)部(bu)磁(ci)路(lu)結(jie)構(gou)和(he)加(jia)速(su)器(qi)件(jian)小(xiao)型(xing)化(hua)等(deng)措(cuo)施(shi),不(bu)斷(duan)拓(tuo)展(zhan)其(qi)應(ying)用(yong)市(shi)場(chang)。片(pian)式(shi)疊(die)層(ceng)電(dian)感(gan)器(qi)是(shi)麵(mian)向(xiang)便(bian)攜(xie)式(shi)電(dian)話(hua)等(deng)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)終(zhong)端(duan)的(de)高(gao)頻(pin)毫(hao)微(wei)亨(heng)級(ji)電(dian)感(gan)器(qi),以(yi)及(ji)麵(mian)向(xiang)個(ge)人(ren)電(dian)腦(nao)等(deng)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)設(she)備(bei)的(de)噪(zao)聲(sheng)抑(yi)製(zhi)器(qi)。
2)繞線型片式電感
另一種形式的片式電感器是片式繞線電感器,這是對傳統繞線型電感器的一種改進,采用微小型工字型磁芯,經繞線、焊接、電極成型、塑封等工序製成,見圖2。這種類型的片式電感生產工藝簡單,電性能優良(電感量大,品質因素高),適合於大電流通過,可靠性好。但受磁芯尺寸和製造工藝限製,進一步微小型有困難。
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還有一種片式繞線電感是采用H型陶瓷芯,經過繞線、焊接、塗複、環氧樹脂灌封等工藝製成,見圖3,由於電極已預製在陶瓷芯體上,製造工藝更加簡單,而且可以進一步小型化。這類電感的電感量較小,但自諧振頻率高(通常為5~6GHz,最高達12.5GHz),更適合高頻使用。

片式電感與片式磁珠的區別
在《片式電磁兼容對策器件》這個話題中,片式電感主要是用來抑製電磁幹擾的發生。所以比較電感器與磁珠(包括片式電感與片式磁珠)也應該從這個主題出發。
電(dian)感(gan)器(qi)本(ben)身(shen)是(shi)一(yi)個(ge)無(wu)功(gong)元(yuan)件(jian),它(ta)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)不(bu)消(xiao)耗(hao)能(neng)量(liang)。電(dian)感(gan)器(qi)之(zhi)所(suo)以(yi)能(neng)夠(gou)阻(zu)止(zhi)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)在(zai)線(xian)路(lu)中(zhong)流(liu)通(tong),發(fa)揮(hui)對(dui)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong),是(shi)因(yin)為(wei)電(dian)感(gan)器(qi)在(zai)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)作(zuo)用(yong)下(xia)體(ti)現(xian)了(le)一(yi)個(ge)高(gao)阻(zu)抗(kang)元(yuan)件(jian),阻(zu)止(zhi)了(le)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)在(zai)線(xian)路(lu)中(zhong)的(de)流(liu)通(tong),而(er)將(jiang)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)反(fan)射(she)回(hui)幹(gan)擾(rao)源(yuan)。就(jiu)這(zhe)個(ge)應(ying)用(yong)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)來(lai)說(shuo),很(hen)少(shao)有(you)超(chao)過(guo)50MHz的。
對dui磁ci珠zhu來lai說shuo,它ta本ben身shen是shi一yi個ge軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti磁ci芯xin,串chuan聯lian在zai需xu要yao抑yi製zhi幹gan擾rao的de線xian路lu上shang,誠cheng然ran在zai頻pin率lv較jiao低di時shi,鐵tie氧yang體ti磁ci珠zhu在zai串chuan聯lian電dian路lu上shang仍reng然ran體ti現xian為wei一yi個ge電dian感gan。然ran而er對dui於yu頻pin率lv更geng高gao的de幹gan擾rao,由you於yu磁ci芯xin的de磁ci導dao率lv的de降jiang低di,導dao致zhi電dian感gan的de電dian感gan量liang減jian小xiao,感gan抗kang成cheng分fen減jian小xiao,因yin此ci磁ci珠zhu電dian感gan對dui於yu高gao頻pin幹gan擾rao的de阻zu擋dang作zuo用yong在zai減jian少shao。
而與此同時,磁芯的損耗(渦流損耗)quezaizengjia。houzhedengxiaoweisunhaodianzu,dianzuchengfendezengjia,daozhicizhuzaixianlushangdezongzukangyiranzaizengjia,suoyidanggaopinganraotongguotieyangtishi,cizhuduigaopinganraodezudangzuoyongyiranzaizengjia,buguozhecicizhubushijianggaopinganraofanshehuiganraoyuan,ershijianggaopinganraozhuanhuanchengrenengdexingshigeihaosandiaole。
這樣看來,電感器和磁珠在結構上沒有本質性的不同,但是從抑製幹擾的機理(依照抑製幹擾的頻率範圍來劃分)來說,兩者明顯是不同的,一個是將幹擾反射回幹擾源(指電感),另一個是將幹擾吸收掉(指磁珠)。
片式共模電感器
zaidianzishebeizhong,womenyaoyizhidedianciganraowufeishichuxianzaixinhaoxianhedianyuanxianshangdeganrao,yinciduiyudiancijianrongduiceqijianzhongdedianganqi,tebieshipianshidianganqideshiyongxingshiyeshicongzheliangfangmianlaifenxi。
1)信號線的濾波
信號線的濾波作用更多是用來對付來自空間的幹擾問題(包括從空間輻射進設備的幹擾,和設備向空間發射的幹擾)。zheshuomingledianlanxianshidiancijianrongdeboruohuanjie,yeshuominglegongmoganraoshishebeidezhuyaoweihai。zheshixinhaoxiansuoqidetianxianzuoyongredehuo。jiyuzheyiyuanyin,duiyufeipingbidexinhaoxianduankouyingdanganzhuangxinhaoxianlvboqi,lvboqiyaoanzhuangzaixinhaoxianjinchudejiaojiemianshang,yaolvchudezhuyaoshiyixiepinlvxiangdanggaodegongmoganraoxinhao。
2)電源線的濾波
在設備的電磁幹擾的傳播途徑中,電源線是最重要的媒介,因為電源線的長度(包括設備的電源進線和電力傳輸的架空線延伸)足以構成射頻信號的被動天線。此外,電網內的各種設備開、關(guan)和(he)運(yun)行(xing)中(zhong)形(xing)成(cheng)的(de)騷(sao)動(dong)也(ye)在(zai)電(dian)網(wang)中(zhong)肆(si)意(yi)流(liu)傳(chuan)。上(shang)述(shu)幹(gan)擾(rao)對(dui)電(dian)網(wang)內(nei)的(de)敏(min)感(gan)設(she)備(bei)的(de)可(ke)靠(kao)工(gong)作(zuo)造(zao)成(cheng)威(wei)脅(xie)。射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)在(zai)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)的(de)傳(chuan)輸(shu)是(shi)以(yi)兩(liang)種(zhong)模(mo)式(shi)進(jin)行(xing)的(de),一(yi)種(zhong)是(shi)共(gong)模(mo)型(xing)式(shi),在(zai)線(xian)一(yi)大(da)地(di)及(ji)中(zhong)線(xian)一(yi)大(da)地(di)兩(liang)個(ge)路(lu)徑(jing)上(shang)出(chu)現(xian);另一種是差模型式,在線一中線裏傳播。
電源線濾波器則被安插在電源線上,專門用來抑製射頻信號傳播的器件。
在電源線濾波器設計中往往不用差模電感,而采用共模電感。共模電感的兩個線圈繞在同一磁芯上(同名端在線圈的同一側),這種繞線方法對於差模電流(包括電源電流)產生的磁通相互抵消,不會產生磁路飽和;而對共模電流則體現一個很大的電感,取得大的濾波效果。
應(ying)當(dang)指(zhi)出(chu)的(de)是(shi),共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)器(qi)的(de)兩(liang)個(ge)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)不(bu)可(ke)能(neng)完(wan)全(quan)對(dui)稱(cheng),因(yin)此(ci)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)器(qi)實(shi)際(ji)上(shang)還(hai)是(shi)殘(can)留(liu)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)差(cha)模(mo)電(dian)感(gan)成(cheng)分(fen),對(dui)於(yu)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao)仍(reng)有(you)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)。
這(zhe)樣(yang)看(kan)來(lai),無(wu)論(lun)是(shi)信(xin)號(hao)線(xian)或(huo)者(zhe)是(shi)電(dian)源(yuan)線(xian),從(cong)抑(yi)製(zhi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa),用(yong)得(de)最(zui)多(duo)的(de)還(hai)是(shi)共(gong)模(mo)抑(yi)製(zhi)措(cuo)施(shi)。因(yin)此(ci)從(cong)使(shi)用(yong)片(pian)式(shi)電(dian)感(gan)器(qi)的(de)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa),用(yong)得(de)最(zui)多(duo)的(de)還(hai)是(shi)片(pian)式(shi)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)器(qi)。另(ling)外(wai),從(cong)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)對(dui)策(ce)器(qi)件(jian)生(sheng)產(chan)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)電(dian)感(gan)器(qi)來(lai)說(shuo)也(ye)是(shi)片(pian)式(shi)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)器(qi)。[page]


片式共模電感器舉例
1)片式共模電感例
這裏舉日本村田製作所的片式共模電感為例,村田的片式共模電感擁有多個不同的子係列,其中:DLPS係列為薄膜型片式共模電感,在一個元件中含有一個雙路工作的共模電感。該係列產品有線路阻抗匹配功能(共模阻抗為67~550Ω,其間有若幹檔),可在不造成高速信號傳輸失真情況下實現差分信號的噪聲抑製。用於USB2.0、IEEE1934、LVDS的高速差分信號線的共模噪聲抑製。常用於移動電話、筆記本電腦、數碼相機和數碼錄像機。
DLPD係列為薄膜型片式共模電感,在一個元件中含有兩個雙路工作的共模電感。該係列產品有線路阻抗匹配功能(共模阻抗為67~440Ω,其間有若幹檔),可在不造成高速信號傳輸失真情況下實現差分信號的噪聲抑製。用於USB2.0、IEEE1934、LVDS、DVI、HDMI的高速差分信號線的共模噪聲抑製。常用於電腦、筆記本電腦主板、打印機、掃描儀、LED顯示器、遊戲機和電腦外圍設備
DLMG係列疊層共模電感,其中DLM11G可以同時實現共模和差模噪聲的抑製。在100MHz時的共模阻抗為600Ω,差模阻抗為1200Ω。可采取高密度安裝(窄中心距),用於個人移動通信設備(如移動電話的麥克風、揚聲器和耳機),以及電活機和個人移動設備(PDA、數碼相機、MD播放機)的噪聲抑製。
另一種,DLM2HG疊層共模電感,它100MHz時的共模阻抗為600Ω,內(nei)部(bu)含(han)有(you)三(san)根(gen)連(lian)接(jie)線(xian),可(ke)用(yong)於(yu)高(gao)品(pin)質(zhi)的(de)數(shu)字(zi)音(yin)樂(le)設(she)備(bei)的(de)耳(er)機(ji)線(xian)。特(te)點(dian)是(shi)音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)失(shi)真(zhen)低(di),串(chuan)音(yin)低(di),對(dui)共(gong)模(mo)和(he)差(cha)模(mo)噪(zao)聲(sheng)均(jun)有(you)抑(yi)製(zhi)能(neng)力(li)。典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)例(li)子(zi)有(you)DVD、MD播放機、筆記本電腦和PDAM的耳機線。
DLW21S係列繞線型片式共模電感,它的共模阻抗為67~370Ω,中間有若幹檔次,可匹配阻抗為100Ω的線路,在不造成高速信號傳輸失真情況下實現差分信號的噪聲抑製;小尺寸更實現了高密度裝配。常用在DVD錄像機、電腦、LCD電視機和顯示器中用於數字AV接口(如HDMI和DVI等)、電腦外設的USB線,筆記本電腦和LCD的LVDS線的USB線。
DLW31S係列繞線型片式共模電感,共模阻抗為90~2200Ω,在高頻時的高共模阻抗對噪聲有極好的抑製功能,DLW31S的高耦合性能可在不造成高速信號傳輸失真的情況下實現差分線的噪聲抑製。常用於電腦、外設中的USB線,筆記本電腦和LCD的LVDS線。
DLW21H係列繞線型片式電感,共模阻抗有67、90、120和180Ω幾種,由於DLW21H係列的高耦合性,不會對高速信號傳輸造成失真,常用在小而薄的數字設備(如電腦、外設和通信設備)中的信號差分線(USB2.0、IEEE1934和LVDS)共模噪聲抑製。
DLW5AH/5BS係列高性能繞線型片式共模電感,其外形尺寸為5.0×5.0×4.5mm,共模阻抗達到190~4000Ω,通過電流為200mA~5A。由於100MHz時的共模阻抗最大值可達到4000Ω,實現了大的噪聲抑製。另外,由於最大通過電流可達5A,非常適合於在電源線上使用。該係列的高耦合共模結構不會損害高速信號的傳輸。可用於便攜設備的AC適配器中的直流電源線。DC-DC轉換器、電池充電器中的直流電源線。
DLW5BT係列繞線型片式共模電感,外形尺寸為5.0×5.0×2.5mm,該係列電感為薄型結構。在100MHz時的共模阻抗最大值可達1400Ω,最大通過電流可達6A。適合於DC-DC轉換器、電池充電器等電源設備;PDA(個人數字助理)、筆記本電腦、打印機等便攜設備使用。
- 片式疊層電感器
- 繞線型片式電感
- 片式電感與片式磁珠的區別
- 信號線的濾波
- 電源線的濾波
按an照zhao電dian感gan器qi在zai線xian路lu中zhong發fa揮hui的de功gong能neng,主zhu要yao有you兩liang方fang麵mian的de應ying用yong,分fen別bie是shi波bo形xing發fa生sheng器qi和he扼e流liu電dian抗kang器qi。其qi中zhong,在zai波bo形xing發fa生sheng方fang麵mian的de應ying用yong又you包bao括kuo了le諧xie振zhen電dian路lu,振zhen蕩dang電dian路lu,時shi鍾zhong電dian路lu和he脈mai衝chong電dian路lu等deng。在zai這zhe類lei電dian路lu中zhong,電dian感gan器qi必bi須xu具ju有you高gaoQ、小的電感偏差和穩定的溫度係數。高的Q值使電路具有尖銳的諧振峰值;窄的電感偏差則保證了諧振頻率偏差盡可能的小;而穩定的溫度係數則保證諧振頻率具有穩定的溫度變化特性。
而扼流電抗器是將電感作為扼流圈來使用,這在電源電路中有廣泛應用。這時電感器的主要參數是額定的工作電流、低的直流電阻和低的Q值。
當電感作為扼流電抗器來使用時,總希望用它構成的濾波電路具有寬的頻率抑製特性,因此,這種電感器並不需要有高的Q值。而低的直流電阻可以保證在額定電流通過電感器時,將有最小的電壓降。
這樣看來,同樣是一個電感器,不同的應用場合中對電感器性能要求是不同的。
片式電感
pianshidianganfenweiraoxianxinghediecengxingliangdalei。raoxianxingdianganqishijiangxidedaoxianraozairuancitieyangticixinshangzhicheng,waicengyibanyongshuzhifenggu。qigongyijichengxingqiang,dantijixiaoxinghuayouxian。
而片式疊層電感器則不用繞線,是用鐵氧體漿料和導體漿料交替印刷、疊層、燒結,形成閉合磁路;它采用先進的厚膜多層鈍化技術和疊層生產工藝,實現了超小型表麵安裝。
疊層型電感的主要特點是有磁屏蔽和直流電阻小。與繞線型相比,電感量和可允許通過的電流相對較小,但是更適合在高頻下使用。
片式電感的材料分成以鐵氧體磁性材料為基體和以陶瓷材料為基體兩個大類。
前者采用鎳鋅係和錳鋅係材料製成各種小型鐵氧體磁芯。大多數片式電感器,特別是片式功率電感器、片式EMI抑製器都使用鎳鋅係材料。
而錳鋅係材料主要用在片式變壓器和片式低頻電感器中。
後(hou)者(zhe)采(cai)用(yong)低(di)介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)陶(tao)瓷(ci)製(zhi)成(cheng)的(de)高(gao)頻(pin)片(pian)式(shi)疊(die)層(ceng)電(dian)感(gan)器(qi),在(zai)其(qi)製(zhi)作(zuo)當(dang)中(zhong)還(hai)考(kao)慮(lv)了(le)抑(yi)製(zhi)雜(za)散(san)電(dian)容(rong)的(de)問(wen)題(ti),用(yong)它(ta)做(zuo)成(cheng)的(de)疊(die)層(ceng)電(dian)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)較(jiao)高(gao)的(de)自(zi)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv),用(yong)在(zai)亞(ya)微(wei)波(bo)到(dao)微(wei)波(bo)波(bo)段(duan),適(shi)合(he)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)向(xiang)高(gao)頻(pin)化(hua)、網絡化發展的需要。
1)片式疊層電感器
pianshidiecengdianganqi,shidianganlingyuzhongdiankaifadechanpin。zhizuoshibuyongraoxian,eryongtieyangtijiangliaohedaodianjiangliaojiaotijinxingduocengyinshua,ranhoutongguogaowengongshaojie,xingchengyoubiheciludedianganxianquan(見圖1)。或(huo)者(zhe)將(jiang)微(wei)米(mi)級(ji)鐵(tie)氧(yang)體(ti)薄(bo)片(pian)進(jin)行(xing)疊(die)層(ceng),每(mei)個(ge)磁(ci)性(xing)層(ceng)有(you)印(yin)刷(shua)的(de)導(dao)體(ti)圖(tu)案(an)和(he)孔(kong),孔(kong)中(zhong)填(tian)充(chong)導(dao)電(dian)材(cai)料(liao),從(cong)而(er)把(ba)上(shang)層(ceng)圖(tu)案(an)和(he)下(xia)層(ceng)圖(tu)案(an)連(lian)結(jie)起(qi)來(lai),經(jing)過(guo)加(jia)壓(ya)、燒結,形成一體化的多層電感器。
這類電感器製作工藝更加適合尺寸微小型化,容易實現規模化大生產。片式疊層電感器與片式繞線電感器相比有諸多優點:尺寸小,有利於電路的小型化;磁路封閉,不會幹擾周圍的元器件,也不會受臨近元器件的幹擾,有利於元器件的高密度安裝;一體化結構,可靠性高;耐熱性、可焊性好;形狀規整,適合於自動化表麵安裝生產。

目前這類產品已取得較大進展,並通過改進磁性材料性能、改(gai)善(shan)內(nei)部(bu)磁(ci)路(lu)結(jie)構(gou)和(he)加(jia)速(su)器(qi)件(jian)小(xiao)型(xing)化(hua)等(deng)措(cuo)施(shi),不(bu)斷(duan)拓(tuo)展(zhan)其(qi)應(ying)用(yong)市(shi)場(chang)。片(pian)式(shi)疊(die)層(ceng)電(dian)感(gan)器(qi)是(shi)麵(mian)向(xiang)便(bian)攜(xie)式(shi)電(dian)話(hua)等(deng)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)終(zhong)端(duan)的(de)高(gao)頻(pin)毫(hao)微(wei)亨(heng)級(ji)電(dian)感(gan)器(qi),以(yi)及(ji)麵(mian)向(xiang)個(ge)人(ren)電(dian)腦(nao)等(deng)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)設(she)備(bei)的(de)噪(zao)聲(sheng)抑(yi)製(zhi)器(qi)。
2)繞線型片式電感
另一種形式的片式電感器是片式繞線電感器,這是對傳統繞線型電感器的一種改進,采用微小型工字型磁芯,經繞線、焊接、電極成型、塑封等工序製成,見圖2。這種類型的片式電感生產工藝簡單,電性能優良(電感量大,品質因素高),適合於大電流通過,可靠性好。但受磁芯尺寸和製造工藝限製,進一步微小型有困難。
[page]還有一種片式繞線電感是采用H型陶瓷芯,經過繞線、焊接、塗複、環氧樹脂灌封等工藝製成,見圖3,由於電極已預製在陶瓷芯體上,製造工藝更加簡單,而且可以進一步小型化。這類電感的電感量較小,但自諧振頻率高(通常為5~6GHz,最高達12.5GHz),更適合高頻使用。

片式電感與片式磁珠的區別
在《片式電磁兼容對策器件》這個話題中,片式電感主要是用來抑製電磁幹擾的發生。所以比較電感器與磁珠(包括片式電感與片式磁珠)也應該從這個主題出發。
電(dian)感(gan)器(qi)本(ben)身(shen)是(shi)一(yi)個(ge)無(wu)功(gong)元(yuan)件(jian),它(ta)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)不(bu)消(xiao)耗(hao)能(neng)量(liang)。電(dian)感(gan)器(qi)之(zhi)所(suo)以(yi)能(neng)夠(gou)阻(zu)止(zhi)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)在(zai)線(xian)路(lu)中(zhong)流(liu)通(tong),發(fa)揮(hui)對(dui)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong),是(shi)因(yin)為(wei)電(dian)感(gan)器(qi)在(zai)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)作(zuo)用(yong)下(xia)體(ti)現(xian)了(le)一(yi)個(ge)高(gao)阻(zu)抗(kang)元(yuan)件(jian),阻(zu)止(zhi)了(le)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)在(zai)線(xian)路(lu)中(zhong)的(de)流(liu)通(tong),而(er)將(jiang)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)反(fan)射(she)回(hui)幹(gan)擾(rao)源(yuan)。就(jiu)這(zhe)個(ge)應(ying)用(yong)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)來(lai)說(shuo),很(hen)少(shao)有(you)超(chao)過(guo)50MHz的。
對dui磁ci珠zhu來lai說shuo,它ta本ben身shen是shi一yi個ge軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti磁ci芯xin,串chuan聯lian在zai需xu要yao抑yi製zhi幹gan擾rao的de線xian路lu上shang,誠cheng然ran在zai頻pin率lv較jiao低di時shi,鐵tie氧yang體ti磁ci珠zhu在zai串chuan聯lian電dian路lu上shang仍reng然ran體ti現xian為wei一yi個ge電dian感gan。然ran而er對dui於yu頻pin率lv更geng高gao的de幹gan擾rao,由you於yu磁ci芯xin的de磁ci導dao率lv的de降jiang低di,導dao致zhi電dian感gan的de電dian感gan量liang減jian小xiao,感gan抗kang成cheng分fen減jian小xiao,因yin此ci磁ci珠zhu電dian感gan對dui於yu高gao頻pin幹gan擾rao的de阻zu擋dang作zuo用yong在zai減jian少shao。
而與此同時,磁芯的損耗(渦流損耗)quezaizengjia。houzhedengxiaoweisunhaodianzu,dianzuchengfendezengjia,daozhicizhuzaixianlushangdezongzukangyiranzaizengjia,suoyidanggaopinganraotongguotieyangtishi,cizhuduigaopinganraodezudangzuoyongyiranzaizengjia,buguozhecicizhubushijianggaopinganraofanshehuiganraoyuan,ershijianggaopinganraozhuanhuanchengrenengdexingshigeihaosandiaole。
這樣看來,電感器和磁珠在結構上沒有本質性的不同,但是從抑製幹擾的機理(依照抑製幹擾的頻率範圍來劃分)來說,兩者明顯是不同的,一個是將幹擾反射回幹擾源(指電感),另一個是將幹擾吸收掉(指磁珠)。
片式共模電感器
zaidianzishebeizhong,womenyaoyizhidedianciganraowufeishichuxianzaixinhaoxianhedianyuanxianshangdeganrao,yinciduiyudiancijianrongduiceqijianzhongdedianganqi,tebieshipianshidianganqideshiyongxingshiyeshicongzheliangfangmianlaifenxi。
1)信號線的濾波
信號線的濾波作用更多是用來對付來自空間的幹擾問題(包括從空間輻射進設備的幹擾,和設備向空間發射的幹擾)。zheshuomingledianlanxianshidiancijianrongdeboruohuanjie,yeshuominglegongmoganraoshishebeidezhuyaoweihai。zheshixinhaoxiansuoqidetianxianzuoyongredehuo。jiyuzheyiyuanyin,duiyufeipingbidexinhaoxianduankouyingdanganzhuangxinhaoxianlvboqi,lvboqiyaoanzhuangzaixinhaoxianjinchudejiaojiemianshang,yaolvchudezhuyaoshiyixiepinlvxiangdanggaodegongmoganraoxinhao。
2)電源線的濾波
在設備的電磁幹擾的傳播途徑中,電源線是最重要的媒介,因為電源線的長度(包括設備的電源進線和電力傳輸的架空線延伸)足以構成射頻信號的被動天線。此外,電網內的各種設備開、關(guan)和(he)運(yun)行(xing)中(zhong)形(xing)成(cheng)的(de)騷(sao)動(dong)也(ye)在(zai)電(dian)網(wang)中(zhong)肆(si)意(yi)流(liu)傳(chuan)。上(shang)述(shu)幹(gan)擾(rao)對(dui)電(dian)網(wang)內(nei)的(de)敏(min)感(gan)設(she)備(bei)的(de)可(ke)靠(kao)工(gong)作(zuo)造(zao)成(cheng)威(wei)脅(xie)。射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)在(zai)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)的(de)傳(chuan)輸(shu)是(shi)以(yi)兩(liang)種(zhong)模(mo)式(shi)進(jin)行(xing)的(de),一(yi)種(zhong)是(shi)共(gong)模(mo)型(xing)式(shi),在(zai)線(xian)一(yi)大(da)地(di)及(ji)中(zhong)線(xian)一(yi)大(da)地(di)兩(liang)個(ge)路(lu)徑(jing)上(shang)出(chu)現(xian);另一種是差模型式,在線一中線裏傳播。
電源線濾波器則被安插在電源線上,專門用來抑製射頻信號傳播的器件。
在電源線濾波器設計中往往不用差模電感,而采用共模電感。共模電感的兩個線圈繞在同一磁芯上(同名端在線圈的同一側),這種繞線方法對於差模電流(包括電源電流)產生的磁通相互抵消,不會產生磁路飽和;而對共模電流則體現一個很大的電感,取得大的濾波效果。
應(ying)當(dang)指(zhi)出(chu)的(de)是(shi),共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)器(qi)的(de)兩(liang)個(ge)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)不(bu)可(ke)能(neng)完(wan)全(quan)對(dui)稱(cheng),因(yin)此(ci)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)器(qi)實(shi)際(ji)上(shang)還(hai)是(shi)殘(can)留(liu)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)差(cha)模(mo)電(dian)感(gan)成(cheng)分(fen),對(dui)於(yu)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao)仍(reng)有(you)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)。
這(zhe)樣(yang)看(kan)來(lai),無(wu)論(lun)是(shi)信(xin)號(hao)線(xian)或(huo)者(zhe)是(shi)電(dian)源(yuan)線(xian),從(cong)抑(yi)製(zhi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa),用(yong)得(de)最(zui)多(duo)的(de)還(hai)是(shi)共(gong)模(mo)抑(yi)製(zhi)措(cuo)施(shi)。因(yin)此(ci)從(cong)使(shi)用(yong)片(pian)式(shi)電(dian)感(gan)器(qi)的(de)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa),用(yong)得(de)最(zui)多(duo)的(de)還(hai)是(shi)片(pian)式(shi)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)器(qi)。另(ling)外(wai),從(cong)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)對(dui)策(ce)器(qi)件(jian)生(sheng)產(chan)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)電(dian)感(gan)器(qi)來(lai)說(shuo)也(ye)是(shi)片(pian)式(shi)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)器(qi)。[page]


片式共模電感器舉例
1)片式共模電感例
這裏舉日本村田製作所的片式共模電感為例,村田的片式共模電感擁有多個不同的子係列,其中:DLPS係列為薄膜型片式共模電感,在一個元件中含有一個雙路工作的共模電感。該係列產品有線路阻抗匹配功能(共模阻抗為67~550Ω,其間有若幹檔),可在不造成高速信號傳輸失真情況下實現差分信號的噪聲抑製。用於USB2.0、IEEE1934、LVDS的高速差分信號線的共模噪聲抑製。常用於移動電話、筆記本電腦、數碼相機和數碼錄像機。
DLPD係列為薄膜型片式共模電感,在一個元件中含有兩個雙路工作的共模電感。該係列產品有線路阻抗匹配功能(共模阻抗為67~440Ω,其間有若幹檔),可在不造成高速信號傳輸失真情況下實現差分信號的噪聲抑製。用於USB2.0、IEEE1934、LVDS、DVI、HDMI的高速差分信號線的共模噪聲抑製。常用於電腦、筆記本電腦主板、打印機、掃描儀、LED顯示器、遊戲機和電腦外圍設備
DLMG係列疊層共模電感,其中DLM11G可以同時實現共模和差模噪聲的抑製。在100MHz時的共模阻抗為600Ω,差模阻抗為1200Ω。可采取高密度安裝(窄中心距),用於個人移動通信設備(如移動電話的麥克風、揚聲器和耳機),以及電活機和個人移動設備(PDA、數碼相機、MD播放機)的噪聲抑製。
另一種,DLM2HG疊層共模電感,它100MHz時的共模阻抗為600Ω,內(nei)部(bu)含(han)有(you)三(san)根(gen)連(lian)接(jie)線(xian),可(ke)用(yong)於(yu)高(gao)品(pin)質(zhi)的(de)數(shu)字(zi)音(yin)樂(le)設(she)備(bei)的(de)耳(er)機(ji)線(xian)。特(te)點(dian)是(shi)音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)失(shi)真(zhen)低(di),串(chuan)音(yin)低(di),對(dui)共(gong)模(mo)和(he)差(cha)模(mo)噪(zao)聲(sheng)均(jun)有(you)抑(yi)製(zhi)能(neng)力(li)。典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)例(li)子(zi)有(you)DVD、MD播放機、筆記本電腦和PDAM的耳機線。
DLW21S係列繞線型片式共模電感,它的共模阻抗為67~370Ω,中間有若幹檔次,可匹配阻抗為100Ω的線路,在不造成高速信號傳輸失真情況下實現差分信號的噪聲抑製;小尺寸更實現了高密度裝配。常用在DVD錄像機、電腦、LCD電視機和顯示器中用於數字AV接口(如HDMI和DVI等)、電腦外設的USB線,筆記本電腦和LCD的LVDS線的USB線。
DLW31S係列繞線型片式共模電感,共模阻抗為90~2200Ω,在高頻時的高共模阻抗對噪聲有極好的抑製功能,DLW31S的高耦合性能可在不造成高速信號傳輸失真的情況下實現差分線的噪聲抑製。常用於電腦、外設中的USB線,筆記本電腦和LCD的LVDS線。
DLW21H係列繞線型片式電感,共模阻抗有67、90、120和180Ω幾種,由於DLW21H係列的高耦合性,不會對高速信號傳輸造成失真,常用在小而薄的數字設備(如電腦、外設和通信設備)中的信號差分線(USB2.0、IEEE1934和LVDS)共模噪聲抑製。
DLW5AH/5BS係列高性能繞線型片式共模電感,其外形尺寸為5.0×5.0×4.5mm,共模阻抗達到190~4000Ω,通過電流為200mA~5A。由於100MHz時的共模阻抗最大值可達到4000Ω,實現了大的噪聲抑製。另外,由於最大通過電流可達5A,非常適合於在電源線上使用。該係列的高耦合共模結構不會損害高速信號的傳輸。可用於便攜設備的AC適配器中的直流電源線。DC-DC轉換器、電池充電器中的直流電源線。
DLW5BT係列繞線型片式共模電感,外形尺寸為5.0×5.0×2.5mm,該係列電感為薄型結構。在100MHz時的共模阻抗最大值可達1400Ω,最大通過電流可達6A。適合於DC-DC轉換器、電池充電器等電源設備;PDA(個人數字助理)、筆記本電腦、打印機等便攜設備使用。
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