目录
[1. 电感值(自感 / 互感)](#1. 电感值(自感 / 互感))
[2. Q 值(品质因数)](#2. Q 值(品质因数))
[3. 铁氧体(铁素体)](#3. 铁氧体(铁素体))
[1. 直流电阻 DCR](#1. 直流电阻 DCR)
[2. 自谐振频率 SRF](#2. 自谐振频率 SRF)
[3. 直流叠加特性 & 磁饱和](#3. 直流叠加特性 & 磁饱和)
[4. 两种额定允许电流](#4. 两种额定允许电流)
[1. 漏磁通](#1. 漏磁通)
[2. 电磁屏蔽](#2. 电磁屏蔽)
[3. 磁耦合(互感)](#3. 磁耦合(互感))
[4. 扼流线圈](#4. 扼流线圈)
[1. 工作温度范围](#1. 工作温度范围)
[2. 纹波电压](#2. 纹波电压)
一、基础电磁核心术语
1. 电感值(自感 / 互感)
电感本质定义:磁通与产生磁通电流的比值。
- 自感:自身电流产生磁通,日常电感均为自感;
- 互感:两个线圈互相耦合磁通,多用于变压器、共模电感。
2. Q 值(品质因数)
公式:\(Q=\displaystyle\frac{\omega L}{r}\) 固定频率、感值下,线圈等效损耗电阻 r 越小,Q 越高。
- 射频匹配、谐振电感:要求高 Q,降低信号损耗;
- 功率电源电感:Q 不作为核心指标,优先看饱和电流与温升。
3. 铁氧体(铁素体)
以氧化铁为主要原料的磁性陶瓷,是贴片电感、功率电感主流磁芯材料,决定饱和磁通、高频损耗。
二、直流电气参数(电源电感最关键)
1. 直流电阻 DCR
直流下线圈导线固有电阻;电阻越大,直流铜损越高、电感发热越严重。 所有类型电感均优先选用低 DCR 规格。
2. 自谐振频率 SRF
电感绕组分布电容与本体电感发生谐振的临界点频率。
- 工作频率必须远低于 SRF;
- 超过自谐振频率后,电感由感性转为容性,彻底失去储能、滤波作用。
3. 直流叠加特性 & 磁饱和
- 磁饱和原理:磁性材料磁场达到极限后,磁通不再随电流提升,磁导率暴跌,电感量大幅下降;
- 直流叠加特性:通入直流电流,电感随电流增大逐步衰减的曲线;
- 饱和电流\(I_{sat}\):电感衰减至规定比例(通常 70%/80% 初始感值)对应的直流电流,是防止磁芯饱和的关键指标。
4. 两种额定允许电流
功率电感额定电流分两类,选型需同时满足:
- \(I_{sat}\)(饱和电流):基于电感衰减,防止磁饱和;
- \(I_{temp}\)(温升电流):基于线圈发热温升,长期工作不超温度限值; 电路最大峰值电流必须低于两者最小值,并预留裕量。
三、结构与磁场相关术语
1. 漏磁通
电感磁力线无法全部约束在磁芯内部,外泄到空气中的磁通。 弊端:干扰周边 PCB、金属器件产生涡流发热,引发 EMI 干扰; 解决方案:选用磁屏蔽功率电感,大幅抑制漏磁。
2. 电磁屏蔽
利用磁性 / 导电材料包裹电感,隔绝内部漏磁向外辐射,同时阻挡外部磁场干扰,服务器、车载电源高频使用。
3. 磁耦合(互感)
两个线圈互相感应对方磁通,共模电感、变压器利用该原理;普通功率电感需规避与周边电感发生耦合干扰。
4. 扼流线圈
核心作用:阻挡高频交流信号,允许直流通过,分为电源功率扼流、射频信号扼流。
四、环境与电路相关术语
1. 工作温度范围
电感允许的环境温度区间,不含自身工作发热;整机设计时电感环境温度不能超出该范围,高温会加速磁饱和、增大损耗。
2. 纹波电压
DC-DC 开关电源输出的微小交流波动,电感纹波电流直接决定输出纹波电压大小,是 Buck/Boost 电路电感计算核心依据。
五、原厂配套工具说明
村田提供 SimSurfing 在线仿真工具,可模拟电感直流叠加、温升、阻抗特性,同时下载器件参数曲线,辅助前期选型与仿真验证。
💡文末工程选型总结
- 射频匹配电感:重点关注Q 值、自谐振频率 SRF、DCR;
- DC-DC 功率电感:重点关注DCR、Isat 饱和电流、温升额定电流、直流叠加特性、高温降额;
- 高密度 PCB / 车载产品:优先选用磁屏蔽电感,降低漏磁干扰;
- 设计必须规避磁饱和:峰值电流低于 Isat,高温工况预留更大电流裕量。
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