我們最常用的電感是：

鐵氧體磁芯的，繞線工藝，普通屏蔽或樹脂屏蔽大功率電感。

昂貴的金屬一體成型電感。

鐵氧體基材的積層工藝小功率電感

陶瓷基材的積層工藝射頻電感

以上“電感”前的修飾詞是什么意思，本文告訴你答案。

1 電感分類

按照不同的范疇，電感分類如下，下面章節(jié)逐個解釋。

1.1 電感用途：高頻電感

用于射頻電路中，起到阻抗匹配，濾波的作用，一般是0201的小尺寸貼片電感。

1.2電感用途：功率電感

用在電源電路中，起到續(xù)流作用，比如DCDC電路中。一般體積較大，能通過幾個安培的電流

1.3 電感磁芯：鐵氧體磁芯

用鐵氧體制作的磁芯，一般呈工字形。線圈纏繞在鐵氧體上，能極大提高電感量。鐵氧體一種具有鐵磁性的金屬氧化物。電阻率高，磁導率高，飽和磁化強度低。容易導致電感磁飽和。鐵氧體還有個特點就是渦流損耗小，特別適合高頻場合。詳細介紹見：鐵氧體

鐵氧體磁芯繞線電感出現(xiàn)的時間最久，用途最廣，工藝最成熟，能做到非常大的感值，應用最廣泛。

1.4 電感磁芯：金屬磁性材料

一種軟磁性金屬材料，有不易磁飽和，溫度特性好。磁飽和指通過磁性材料的磁通量無法繼續(xù)增大的現(xiàn)象。有磁芯的電感才會發(fā)生磁飽和，沒有磁芯的不會磁飽和。高頻電感的磁芯是電解質(zhì)陶瓷，也不會磁飽和。金屬一體成型的電感磁芯才是金屬磁性材料。

金屬磁性材料的功率電感一般就是一體成型電感。

1.5 電感屏蔽方式：無屏蔽電感

線圈饒在磁芯上，周圍沒有任何屏蔽，相當一部分磁通泄露在空氣中，這部分泄露到空氣中的磁場，會干擾周圍的電路。外部的磁場也會干擾沒電感工作。

兩個無屏蔽的電感，如果考得很近，磁場會相互干擾，互相影響感值。因此無屏蔽的電感要距離遠一點！

1.6 電感屏蔽方式：磁性粉樹脂屏蔽電感

通過混煉了鐵氧體或軟磁性金屬等磁性粉的樹脂，在所卷繞的磁芯周圍填充成型。這部分磁性粉能“鎖住”大部分的電磁場，但有一部分泄露出去。雖然磁屏蔽效果有限，但成本低。

1.7 電感屏蔽方式：普通屏蔽

用屏蔽磁芯覆蓋在繞線磁芯周圍，形成接近閉合磁路結(jié)構(gòu)的類型。屏蔽磁芯和繞線磁芯的材料相同。這種結(jié)構(gòu)并不完美，因為兩個磁芯之間肯定有空隙，電磁場會從縫隙中漏出。屏蔽磁芯擁有環(huán)型、L型等各個形狀。

1.8 電感屏蔽方式：金屬一體成型

這是最好的一種屏蔽方式。它是將已經(jīng)繞好的空心線圈埋在軟磁性金屬粉中，然后一體壓合成型。軟磁性金屬粉即是繞線磁芯，又是屏蔽磁芯，兩者完全是一體的，電磁泄露最少。

下圖分別是TDK三個系列電感的電磁泄露實測結(jié)果，VLS-EX系列為樹脂屏蔽(半屏蔽)，CLF-NI系列為普通屏蔽，SPM系列為金屬一體成型的功率電感器。

電磁場泄露強度：樹脂屏蔽>普通屏蔽>金屬一體成型

既然用鐵氧體磁芯的電感器，屏蔽效果不好，為什么還繼續(xù)用？

因為使用了鐵氧體磁芯的功率電感器的特點在于，電感的種類更多，可應對較高的電感值。其量產(chǎn)性優(yōu)異，多用于各類設備中。

金屬一體成型的電感太貴了。

1.9 電感工藝：繞線型

使用粗銅線繞在磁芯上，制作電感。粗銅線可降低直流電阻，適用于大電流場景。

1.10 電感工藝：積層型

類似于MLCC的做法，是通過在片狀基材上打印金屬導體，再將其一層層疊加后生成線圈。適用于產(chǎn)品小型劃，非常適合大規(guī)模量產(chǎn)。這種電感的功率一般不高，功率電感的基材是鐵氧體，高頻電感的基材是陶瓷。

1.11 電感工藝：薄膜型:

通過使用薄膜工藝形成高精度線圈，搭配金屬磁性材料，制造出的產(chǎn)品適合小型劃、大電流要求的應用。

2、電感的電流特性

電感規(guī)格書，如下圖，會提供兩個電流指標：

Isat：基于電感下降30%的電流，表示直流疊加允許電流，電感值下降30%時的電感值。

Idc：基于電感溫度上升40℃的電流，表示基于溫度上升的允許電流，電感溫度從20℃或25℃（不同廠家標準不同）開始上升40℃的允許電流。

這兩個電流中，較小的一個為電感的額定電流。電感工作電流不得超過這個值！

2.1 直流疊加允許電流

電感值有隨電流增大而降低的性質(zhì)，也叫直流重疊特性。電流大到一定程度，達到磁飽和狀態(tài)，此時電感失去電感量，電流立即增大，燒毀電感。在使用中一定要避免磁飽和現(xiàn)象出現(xiàn)。

行業(yè)規(guī)定，規(guī)格書中要提供電感值下降30%所對應的電感值，電感實際應用電流，都不得超過這個值。

換個角度講，電感的降額不得低于70%。印象中，汽車行業(yè)降額不得低于90%。

2.2 溫度上升允許電流

電流通過電感，電感會發(fā)熱，隨著溫度升高，磁芯，繞線的特性都會發(fā)生變化，進而嚴重影響電感特性。

行業(yè)規(guī)定規(guī)格書要要提供電感溫度從20℃或25℃（不同廠家標準不同）開始上升40℃的允許電流。而且實際使用不得超過這個電流。

3 電感的損耗

電流通過電感，電感溫度升高。溫升來自于能量的損耗，繞線引起的損耗稱為銅損，磁芯材料引起的損耗稱為鐵損。

銅損主要是繞線的電阻（Rdc）引起。直流電流引起的銅損與電流的平方成正比。交流電流引起的銅損不僅與電流的平方，而且與頻率成正比。頻率越高，交流電流越會集中在導體表面附近流過，趨膚效應使得交流電流感受到的阻抗更大，交流銅損也更大。

鐵損主要包括磁滯損耗與渦流損耗。渦流損耗與頻率的2次方成正比，因此在高頻率范圍內(nèi)渦流損耗引起的磁芯損失會增加。

Idc的測試條件中，一定會有頻率參數(shù)，一般是1MHz.

功率電感的損耗會因負荷大小而變化，小負荷時，幾乎沒有直流，大部分是磁芯材料的鐵損。中負荷和重負荷時，直流電流很大，所以主要是銅損。下圖是一個DCDC的效率曲線圖，電感的特性直接決定了DCDC的效率曲線。

4、電感小知識

4.1 電感的Q值

Q值是表示電感器質(zhì)量的參數(shù)。Q是Quality Factor（質(zhì)量系數(shù)）的簡稱。線圈會順利流過直流電流，但會對交流電流產(chǎn)生電阻。這稱為感抗，交流頻率越高則越大。另外，繞組雖是導體，但有一定的電阻成分（R）。這個電阻成份和對應頻率的電感之比（R/2πfL）稱為損耗系數(shù)，其倒數(shù)便是Q值（Q=2πfL/R）。ｆ是流過線圈的電流頻率，Q值會隨頻率發(fā)生變化。簡而言之，Q值越高，損耗越低，對于高頻電感器而言，其具有十分優(yōu)異的特性。

對于功率電感而言，很少直接談Q值，一般只看直流阻抗，這個值越小越好。

4.2 SRF

電感器中端子電極與繞組導體等之間存在微小的分布容量，因此在特定頻率下會發(fā)生共振。此時的頻率稱為自我共振頻率，超過自我共振頻率時，電感器將無法發(fā)揮其功能。

在為高頻電路或高頻模塊選擇電感器時，不僅僅是所需的電感值，同時還需要考慮相對于使用頻率的自我共振頻率。

4.3 電感能并聯(lián)使用

電感可以并聯(lián)使用，并聯(lián)使用時可以使其通過更多的電流。但缺點在于，由于其為合成電感，因此電感值會下降。合成電感Lt可根據(jù)下列公式進行計算。（電感并聯(lián)與電阻并聯(lián)類似）

4.4 電感的極性

電感器有其卷繞方向（極性），因此該標志是為了方便從外觀確認其極性而標識的。根據(jù)不同使用情況，電感器的極性可能影響其特性。蘋果的主板上，電感都是有極性的，而且貼裝時，也要求按照同樣的方向貼裝。

高頻電感也是有極性的，比如村田的LQP_T系列、LQG系列、LQH系列，他們的構(gòu)造并不是完全對稱，所以這種電感一定要按照極性器件來處理。

下圖是電感安裝方向不同將導致電感值發(fā)生變化的實例：

4.5 電感自感與互感

自感指電感的磁場影響自己的感值，互感指電感的感值受到外部磁場的影響。使用中，自感無法避免，但要盡量避免互感。

下圖顯示了兩個高頻電感的距離與電感值變化關系，所以說無屏蔽的電感，極容易干擾其他器件，也容易受到干擾。在使用時，電感盡量拉開距離。

4.6 用電感和電容來阻值高頻干擾

如下圖高頻干擾信號（紅色）第一次經(jīng)過小電容，被過濾掉一部分后繼續(xù)傳播，到達電感后，由于電感的高阻抗，這個高頻信號又被反彈回來（綠色箭頭），到達電容后在此被吸收。電容在電感的前面，這種電路能極大的濾除高頻信號。

5、電感與DCDC

在基帶硬件領域，功率電感只用于DCDC電路，而且功率電感是左右DCDC效率的重要元件。如下是一個buck電路，MOS管打開時，電流留過電感，進入負載電路。MOS管關閉時，由于電感的續(xù)流特性（電感電流不能突變），電感會盡力抑制電流下降，此時電感+電容+二極管形成了一個回路。

5.1 DCDC對電感的要求

DCDC與電感有著密切的關系，有關DCDC的介紹，見即將發(fā)布的文章《DCDC與電感》。關于DCDC對電感的要求，可以簡單總結(jié)如下：

6、金屬一體成型電感

現(xiàn)在很多廠家都在力推金屬一體成型電感，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上講，這種工藝的電感磁屏蔽性能確實最好，磁芯的材料特性也讓電感不易磁飽和。下面是鐵氧體和金屬磁芯的電流性能對比：很明顯金屬磁芯不容易磁飽和，能做到更大的電流。

磁泄露效果對比：一體成型效果非常好。

一體成型電感沒有磁芯間隙，不易產(chǎn)生異響，可以優(yōu)化電感嘯叫問題。

7、我用過的電感型號

8、電感選型的步驟

確定感值，這個在《DCDC與電感》中會介紹

選擇最大電流不超過Isat和Idc的。

盡量選擇直流電阻小的電感。

如果是大電流應用，考慮繞線電感或者薄膜電感。大電流應用要特別注意電感的屏蔽方式，如果主板器件密集，且敏感器件多，建議用一體成型的電感。如果不要求，可以考慮鐵氧體繞線電感或者薄膜電感。

小電流應用，可以考慮積層電感，也要注意漏磁通對周圍器件的干擾。

注意電感不能太高溫下使用，會影響Idc。

編輯：黃飛

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