Inductance「电感」

单位

$H$ -> $mH$ -> $μH$ -> $nH$

数据手册部分解读

此规格书为功率电感手册。
如需详细了解电感可以参考这份规格书，打开商城后点击下载数据手册即可
https://item.szlcsc.com/631462.html?fromZone=s_s__%22FHD4020S%22

命名规则

命名规则

基本命名规则和阻容差不多，这里不多做解释。

规格（specifications）

规格

规格note

不同感量对应各种参数也不同，其中有三个

• 电感量：在1MHz/1V时对应的电感量
• DRC（直流电阻）：接入直流电时的电阻，至于选择，后面再讲解
• Isat（饱和电流）：当电路中电流达到一定程度时，电感磁芯会达到饱和状态（直流叠重叠特性），到达饱和状态后电感感量会下降，设计时需要考虑电路中电流大小。基于电感下降30%的电流，表示直流叠加允许电流，电感值下降30%时的电感值。
• Irms（温升电流）：电流流经电感，温度会升高，升高后会损害电感器。在选择电感时，需要确保电路中的实际工作电流小于这两个电流值。基于电感温度上升40℃的电流，表示基于温度上升的允许电流，电感温度从20℃或25℃（不同厂家标准不同）开始上升40℃的允许电流。

选型时需要考虑电流大小，这两个电流中，较小的一个为电感的额定电流。电感工作电流不得超过这个值！
当电流过大时，电感值下降，电流瞬间上升便会烧毁电感。

行业规定，规格书中要提供电感值下降30%所对应的电感值，电感实际应用电流，都不得超过这个值。
换个角度讲，电感的降额不得低于70%。印象中，汽车行业降额不得低于90%。

典型电气特性

温度与直流电流特性关系图（左侧）和电感量与直流电流特性（右侧）

1. Temperature vs. DC Current Characteristics（温度与直流电流特性关系图）
   左侧：反映不同电感值电感，随电流上升过程中，温度的变化曲线。实际设计中需参考上述图表。
2. Inductance vs. DC Current Characteristics（电感量与直流电流特性）
   右侧：随着直流电流的增加，电感量的变化趋势。电流增大后，磁芯达到饱和，电感量有下降趋势

工作原理讲解

构造

就如高中所学，电感是线圈组成的，较大的线圈肉眼可见，贴片小型电感有如下图示结构（大小电感原理相同）：

电感结构

还有一种是一体成型电感，这种电感基本大多是电子产品都能见到。这种磁屏蔽结构，磁路闭合，抗电磁干扰强，EMI抑制效果好；通流能力强，可在大电流环境下持续长期工作且功耗低；电感啸叫声小（线圈与磁粉紧密结合，结构上避免线圈震动）；同尺寸直流阻抗DCR最低。

一体成型电感

功率电感

用在电源电路中，起到续流作用，比如DCDC电路中。一般体积较大，能通过几个安培的电流。

滤除高频干扰

如下图高频干扰信号第一次经过小电容，被过滤掉一部分后继续传播，到达电感后，由于电感的高阻抗，这个高频信号又被反弹回来，到达电容后在此被吸收。电容在电感的前面，这种电路能极大的滤除高频信号。

DCDC中的作用

可以简单理解为电感电流无法突变，而DCDC本质上是高速开关，电流忽大忽小，通过利用电感的电流不能突变特性达到续流的效果。

选型

1. 选择最大电流不超过Isat和Idc的
2. 大电流应用，考虑绕线电感或者薄膜电感。大电流应用要特别注意电感的屏蔽方式，如果主板器件密集，且敏感器件多，建议用一体成型的电感。如果不要求，可以考虑铁氧体绕线电感或者薄膜电感。
3. 注意电感不能太高温下使用，会影响Idc。

高频电感

用于射频电路中，起到阻抗匹配，滤波的作用，一般是0201的小尺寸贴片电感。比如ESP32、wifi网卡等有天线的线路上一般都会预留π形电路，π形电路会用到到高频电感。

做手机的厂商应该比较了解，手机需要调制5G射频（重点是射频），信号好就需要滤波好天线好。

「多说一句」：为什么苹果手机的信号没有其他安卓手机的好，苹果的基带设计和SOC是分开的，而大多数安卓平台SOC和基带是整合到一起的。苹果的基本逻辑是基带转换成数字信号传输给SOC，这种方式从底层信号通讯上来讲没有集成来的稳定。

参考链接：
滤波器与传递函数

1. 开关电源环路学习笔记（1）-为啥要知道传递函数？「知乎」
2. 微分方程与传递函数「CSDN」
3. 滤波器基础02——滤波器的传递函数与性能参数「CSDN」
4. 了解电感—参数、特性、选型
5. 一文掌握磁珠的工作原理、主要参数及应用选型
6. 电磁兼容（EMC）：5分钟看懂一体成型电感

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