去耦电感-扼流圈

编辑：玉溪矿用变压器厂家 日期：2019-12-12 人气：338

去耦电感-扼流圈玉溪矿用变压器去耦电感也叫Choke，教科书上通常翻译成扼流圈。去耦电感的作用是滤除线路上的干扰，属于EMC器件，EMC工程师主要用来解决产品的辐射发射(RE)和传导发射(CE)的测试问题。

玉溪矿用变压器去耦电感，通常结构比较简单，大都是铜丝直接绕在铁氧体环上。个人觉得可以简单地分为差模电感和共模电感。这里不再赘述共模和差模的概念，可以参考以下两本书籍的相关章节。


6w玉溪矿用变压器差模电感

玉溪矿用变压器差模电感就是普通的绕线电感，用于滤除一些差模干扰，主要就是与电容一起构成LC滤波器，减小玉溪矿用变压器噪声。



对于220V市电，差模干扰就是L相到N相之间的干扰；对POE来说，就是POE+和POE-之间的干扰；对于主板上的低压玉溪矿用变压器，其实就是玉溪矿用变压器噪声。

6w玉溪矿用变压器差模电感选型需要注意一下几点：

? 电阻、额定电压和电流，要满足工作要求；

? 结构尺寸满足产品要求；

? 通过测试确定噪声的频段，根据电感的阻抗曲线选择电感；

? 设计LC滤波器，可以做简单的计算和仿真。

磁珠(Ferrite Bead)，也常用来滤除主板上的低压玉溪矿用变压器的噪声，但磁珠与去耦电感有区别的。

? 磁珠是铁氧体材料烧制而成，高频时铁氧体的磁损耗(等效电阻)变得很大，高频噪声被转化成热能耗散了；

? 去耦电感是线圈和磁芯组成，主要是线圈电感起作用；

? 磁珠只能滤除较高频的噪声，低频不起作用；

? 去耦电感可以绕制成较高感值，滤除低频噪声。

玉溪矿用变压器磁珠等效电路模型



玉溪矿用变压器共模电感

玉溪矿用变压器共模电感就是在同一个铁氧体环上绕制两个匝数相同、绕向相反的线圈。



如上图所示的共模电感：

当有共模成分流过共模电感时，根据右手定则，会在两个线圈形成方向相同的磁场，相互加强，相当于对共模信号存在较高的感抗；
当有差模成分流过共模电感时，根据右手定则，会在两个线圈形成方向相反的磁场，相互抵消，相当于对差模信号存在较低的感抗。
换一个方式理解：当V+上流过一个频率的共模干扰，形成的交变磁场，会在另一个线圈上形成一个感应电流，根据左手定则，感应电流的方向与V-上共模干扰的方向相反，就抵消了一部分，减小了共模干扰。

共模电感主要用于双线或者差分系统，如220V市电、CAN总线、USB信号、HDMI信号等等。用于滤除共模干扰，同时有用的差分信号衰减较小。

共模电感选型需要注意一下几点：

阻抗要低，不能对电压或有用信号产生较大影响；
用于玉溪矿用变压器玉溪矿用变压器线的话，要考虑额定电压和电流，满足工作要求；
通过测试确定共模干扰的频段，在该频段内共模阻抗应该较高；
差模阻抗要小，不能对差分信号的质量产生较大影响；
考虑封装尺寸，做兼容性设计。例如用于USB信号的共模电感，选择封装可以与两个0402的电阻做兼容，不需要共模电感时，可以直接焊0402电阻，降低成本。
下图是某共模电感的共模阻抗和差模阻抗。
如果共模干扰频率在10MHz左右，滤波效果很好，但如果是100kHz，可能就没什么效果。如果差分信号速率较高，100M以上，可能就会影响信号质量。

玉溪矿用变压器高频电感

高频电感主要应用于手机、无线路由器等产品的射频电路中，从100MHz到6GHz都有应用。

高频电感在射频电路中主要有以下几种作用：

匹配(Matching)：与电容一起组成匹配网络，消除器件与传输线之间的阻抗失配，减小反射和损耗；
滤波(Filter)：与电容一起组成LC滤波器，滤出一些不想要的频率成分，防止干扰器件工作；
隔离交流(Choke)：在PA等有源射频电路中，将射频信号与偏置和玉溪矿用变压器隔离；
谐振(Resonance)：与电容一起构成LC振荡电路，作为VCO的振荡源；
巴仑(Balun)：即平衡不平衡转换，与电容一起构成LC巴仑，实现单端射频信号与差分信号之间的转换。
之前介绍的三种结构，都可以用来制作高频电感，下面介绍下他们的特点：

多层型

多层型通过烧结，形成一个整体结构，或叫独石型(Monolithic)



多层片状电感的，相比于其他两种就是Q值最低，最大的优势就是成本低，性价比高，适合于大多数没有特殊要求的应用。TDK和Taiyo Yuden的高频电感都只有多层型，没有绕线型和薄膜型。

TDK的MLK系列、Murata的LQG系列、Taiyo Yuden的HK系列，这三个系列的产品基本一样，最便宜，性价比高。

当然随着工艺技术的提升，现在也有高Q值系列的多层片状电感，例如TDK的MHQ系列、太阳诱电的HKQ系列。

TDK的多层电感做的更好更全，还有一个MLG系列，有0402封装，感值可以做0.3nH，Value Step 0.1nH，容差0.1nH，接近薄膜电感的性能，价格还便宜。

绕线型

现在的工艺水平已经越来越高，绕线电感也可以做到0402封装。



绕线型工艺，其导线可以做到比多层和薄膜结构粗，因此可以获得极低的电阻。也意味着极高的Q值，同时可以支持较大的电流。将无磁性的陶瓷芯换成铁氧体磁芯，可以得到较高的感值，可以应用与中频。

Murata的LQW系列可以做到03015封装，最小感值1.1nH；Coilcraft的0201DS系列，可以做到0201封装，号称世界上最小的绕线电感。

薄膜型

采用光刻工艺，工艺精度极高，因此电感值可以做到很小，尺寸也可以做到很小，精度高，感值稳定，Q值较高。



Murata的LQP系列，可以做到01005封装，高精度产品的容差可以做到0.05nH，最小感值可以到0.1nH，这三个参数值可以说是当前电感的极限了。其他，像Abracon的ATFC-0201HQ系列也可以做到最小0.1nH。

Murata有三种工艺的高频电感，选择了同感值(1.5nH)、同封装、同容差的电感对比。



可以看出绕线型的Q值明显高于其他两种，而薄膜型的电感值的频率稳定性高于其他两种。当然，多层型的成本明显低于其他两种。

选择高频电感时，除了需要确定电感值、额定电流、工作温度、封装尺寸外，还要关注自谐振频率、Q值、电感值容差、电感值频率稳定性。

电感值通常需要根据仿真、实际调试或者参考设计来确定。大多数情况，多层片状高频电感已能满足要求，一些特殊场合可能需要关注：

电感值较大，自谐振频率较低，需要注意工作频率应远低于自谐振频率。
大功率射频设备，PA偏置电流较大，需要选择绕线型以满足电流要求；同时大功率设备温升较高，需要考虑工作温度；
对于一些宽带设备，需要电感值在带宽内稳定，那么应选择薄膜电感；
对于高精度的VCO电路中，作为LC谐振源，只有薄膜电感能提高0.05nH的容差；
像手机、穿戴式设备，尺寸可能是最关键的因素，薄膜电感可能是比较好的选择。
有一些高频电感具有方向性，贴片安装的方向对电感值有一定影响，如下图所示：



可以看出，标记点朝侧面，感值变化较大，所以贴片时应注意让电感上的标记点朝上。

另外，Layout时，应注意两个电感不能紧邻着放置，至少距离20mil以上。原因就是磁场会相互影响，从而影响感值，参考前文共模电感示意图。

结语：选型要清楚器件的原理和应用，综合考虑成本、降额、兼容性等多种因素。

文章转载自网络,如有侵权,请联系删除。|发布时间：2018.06.21来源：玉溪矿用变压器厂家

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