电感器的使用方法

用于电源电路的电感器

指开关电源、DC-DC换流器等能量转换电路中使用的电感器。多数情况下作为“扼流线圈”使用。
在设计电源设备时,散热是重要的设计要点,在选择产生热量的变压器和电感器时,要选择低损耗的产品。
下图是手机电池充电器的AC适配器的电路图。

L1和L2都是用来去除噪声的电感器。AC适配器要插入家中的插座使用,因此需要去除噪声,以防AC适配器内部产生的电磁噪声传导至其他设备。
通常,低通滤波器由跨线电容器Cx和线路旁路电容器Cy组成。如上图所示,L1、L2均作为正常模式电感器使用。C1是作为跨线电容器工作的薄膜电容器。

L3是平滑用扼流线圈。使用扼流线圈的阻抗,将经过二极管整流、电容器平滑后含有纹波的输出电流进行平滑。扼流线圈中会流经AC适配器的输出电流,计算出必要的电感值后,考虑扼流线圈的贴装空间,尽可能选择直流电阻低的扼流线圈。

如何选择用于高频电路的电感器

将用于RF电路共振的电感器、阻抗进行匹配,选择谐波陷阱等方面高频特性好的电感器。

选择Q值高的电感器

Q是衡量高频损耗的指标。与电源电路用电感器的铜损一样,考虑的重点是电阻值低。但这里必须要考虑的电阻值并不是直流电阻,而是高频电阻。
高频时趋肤效应(skin effect)趋于明显,因此与导体的截面积相比,增大表面积更加重要。而且,铁芯内的磁通量也存在相同的现象,所以要通过增大线圈直径来降低实效磁阻。

选择自共振频率高的电感器

在高频带,构成电感器的绕线与外部端子等相互影响,会产生微小的杂散电容Cr。Cr与电感器的电感L有发生共振现象的频率(fo),在共振频率以上时,电感器表现出符合电容器特征的阻抗特性。

尽管高频电感器的设计考量周密,但在使用比较大型的电感器和高电感值的电感器时,依然需要加以注意。
电感器生产厂家的产品目录中记载了自共振频率的数据,请确认其能够在所用频率下使用。

选择电感偏差小的电感器

在电感器的制造工序中,材料和加工精度免不了出现波动。产品之间和批次之间必然会产生偏差。
在需要为操作偏差确保余量的电路中,与其他元件一样,电感器也要选择偏差小的规格。

共模轭流线圈

是铁氧体磁芯采用两种绕线的EMI(辐射电磁噪声)抑制元件,主要用于电源线以及USB2.0、PCI和LVDS等使用差分信号的接口电路等。作为电子设备的EMI抑制措施,发挥着重要的作用。

共模轭流线圈的特点,是使用噪声与信号的传输模式的差异来去除噪声,因此对信号成分的正常模式没有负面影响,能够选择性地去除作为辐射噪声发生源的共模成分。(图-17)

图-17 共模轭流线圈的原理

共模轭流线圈的原理