功率電感器憑借更低的鐵芯損耗在電壓轉(zhuǎn)換應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。此外，它們還可儲存能量、過濾 EMI噪音，和減少系統(tǒng)設(shè)計中的信號損失。隨著移動電話、筆記本電腦和手持式游戲設(shè)備等使用電池供電的微型便攜電子產(chǎn)品的廣泛使用，設(shè)計師們也越來越多地在系統(tǒng)設(shè)計中使用這些深受 歡迎的小型SMD功率電感器。

作為構(gòu)建出色并極具競爭力的產(chǎn)品的先決條件，電子產(chǎn)品設(shè)計師必須深入了解各個元件在系統(tǒng)設(shè)計中的特性和基于這種了解選擇恰當(dāng)?shù)牧慵８用鞔_地說就是，恰當(dāng)?shù)墓β氏脑O(shè)計是電池供電系統(tǒng)中最為重要的要素。系統(tǒng)設(shè)計師必須對功率電感器的能量儲存特性有準(zhǔn)確的了解。

添加功率電感器不僅可以釋放有限的電路板空間，還可以過濾噪音和提供儲蓄能量源。

表面安裝功率電感器用于儲蓄能量，同時過濾EMI電流和降低電感損耗，實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換應(yīng)用。此外，它們還可用于各種應(yīng)用和各種產(chǎn)品的直流到直流轉(zhuǎn)換器中。只需極小的印制電路板 (PCB) 空間，功率電感器即可提供高性能和多相設(shè)計，大幅降低整體系統(tǒng)成本。

功率電感器參數(shù)

功率電感器的關(guān)鍵參數(shù)如下：

L-電感

電感器的主要功能參數(shù)。電感是電路的屬性，即電路中電流改變所引起的與電流改變相反的電動勢。電感的單位是亨利 (H)。此參數(shù)決定著電流輸出和波紋噪音水平。

DCR-直流阻抗

功率電感器的阻抗取決于所使用的繞組線的長度和直徑。直流阻抗是衡量功率效率的關(guān)鍵參數(shù)。如果使用更大的直流阻抗功率電感器，功耗也會更大。

額定電流

額定電流是電感器最大可允許的工作電流。如果施加的電流超過額定電流，電感器的自身溫度上升和電感下降值將會超過標(biāo)準(zhǔn)，而且性能和穩(wěn)定性將會下降。

對于功率電感器，基于自身溫度上升或電感變化，有兩種不同的定義可描述額定電流。

萊爾德科技將最大額定電流定義為電感將會下降的最大電流量，典型值為初始電感的10%。

SRF（自諧振頻率）

電感器的自諧振頻率(SRF)是線圈繞組中電感器和寄生電容共振的頻率，如下文圖1所示。在高于SRF的頻率時，電感器發(fā)揮電容而非電感功能，而SPF則定義為自諧振頻率的最小值（單位：MHz）。SRF越高表示電感器的有效工作頻率范圍越高。因此，為電感器選擇的工作頻率應(yīng)低于SRF。

圖 1：等效電路

屏蔽和無屏蔽 SMD 功率電感器

首先，屏蔽功率電感器產(chǎn)生的磁場可以保持磁場在電感范圍內(nèi)。它只將極少數(shù)磁場發(fā)射到封裝外部，減少對附近其它零件的負(fù)面影響，從而最大限度地減少與其它組件或模塊的聯(lián)結(jié)。在無屏蔽電感器中，部分磁通場會輻射到外部。如果敏感組件或模塊在其附近，其正常功能性可能會受到影響。

由于整個磁通場都包含在屏蔽電感器內(nèi)，因此功率效率會更高。此外，屏蔽電感器在提供與無屏蔽電感器等量的電感時，需要的線匝更少。因此，屏蔽電感器的DCR比提供等量電感的無屏蔽電感器的DCR更小。

如果屏蔽和無屏蔽電感器的DCR相同，這意味著這些電感器使用相同的電線和線圈。屏蔽電感器的電感值應(yīng)該比無屏蔽電感器高。但是，由于飽和特性，電感變化將比電流曲線更早地出現(xiàn)下降。這決定著無屏蔽功率電感器更適用于大電流操作。

屏蔽功率電感器 無屏蔽功率電感器圖

2：萊爾德科技功率電感器

功率電感器應(yīng)用

功率電感器應(yīng)用 功率電感器主要有三種應(yīng)用：
• 低通頻率噪音過濾器
• 傳導(dǎo)性 EMI 噪音過濾器
• 直流到直流轉(zhuǎn)換器中的蓄能零件

低通頻率過濾器應(yīng)用主要針對直流電源線路，以過濾低頻波紋電流噪音。此外，較大的電感器還可在交流輸入電路中作為傳導(dǎo)性EMI噪音過濾器使用，以滿足規(guī)章要求。

圖 3：低通 LC 過濾器

直流到直流功率轉(zhuǎn)換器：降低和升壓直流到直流轉(zhuǎn)換器

SMD功率電感器作為電路的蓄能零件在直流到直流轉(zhuǎn)換器中廣泛使用。這些轉(zhuǎn)換器包括典型的降壓、升壓和降升壓轉(zhuǎn)換器，它們可以將直流輸入電壓從高壓轉(zhuǎn)換至低壓，或從低壓轉(zhuǎn)換至高壓，為電子系統(tǒng)的各種電路提供直流電源。

圖 4：降壓、升壓、降升壓

總結(jié)

隨著電池設(shè)備的設(shè)計和制造往越來越薄的方向發(fā)展，應(yīng)用可執(zhí)行各種功能的整合元件比以 往更加重要。功率電感器憑借更低的鐵芯損耗在電壓轉(zhuǎn)換應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用，它還可用于儲存能量、過濾EMI噪音，和減少系統(tǒng)設(shè)計中的信號損耗，且具有更高的功率處理能力。這些功率電感器可提供高性能且堅固、小巧的設(shè)計，而且只需極小的印制電路板空間，大幅降低整體系統(tǒng)成本。

萊爾德科技提供電子市場廣泛應(yīng)用的一系列屏蔽和無屏蔽SMD功率電感器。這些電感器具有從1uH到10uH的電感范圍，電流從20mA到更大的30A，而且體積小巧，以節(jié)省便攜式電子系統(tǒng)的空間。

關(guān)于萊爾德科技公司

萊爾德科技為無線及其他高級電子應(yīng)用設(shè)計和制造定制的關(guān)鍵性能產(chǎn)品。

該公司是電磁干擾(EMI)屏蔽、熱管理產(chǎn)品、特殊金屬產(chǎn)品、信號完整性部件、天線解決方案以及射頻(RF)模塊、無線遠(yuǎn)程控制器和系統(tǒng)設(shè)計和供應(yīng)的全球市場領(lǐng)導(dǎo)廠商。

萊爾德科技可向電子行業(yè)的所有領(lǐng)域供應(yīng)定制產(chǎn)品，包括手持式設(shè)備、電信、數(shù)據(jù)傳輸和信息技術(shù)、汽車、航空、國防、消費、醫(yī)療、采礦、鐵路以及工業(yè)市場。

萊爾德科技隸屬 Laird PLC旗下，在16個國家擁有超過49個分部，雇傭超過12000名員工。