了解SMD功率电感

功率电感器凭借更低的铁芯损耗在电压转换应用中发挥着重要作用。此外，它们还可储存能量、过滤 EMI噪音，和减少系统设计中的信号损失。随着移动电话、笔记本电脑和手持式游戏设备等使用电池供电的微型便携电子产品的广泛使用，设计师们也越来越多地在系统设计中使用这些深受 欢迎的小型SMD功率电感器。

作为构建出色并极具竞争力的产品的先决条件，电子产品设计师必须深入了解各个元件在系统设计中的特性和基于这种了解选择恰当的零件。更加明确地说就是，恰当的功率消耗设计是电池供电系统中最为重要的要素。系统设计师必须对功率电感器的能量储存特性有准确的了解。

添加功率电感器不仅可以释放有限的电路板空间，还可以过滤噪音和提供储蓄能量源。

表面安装功率电感器用于储蓄能量，同时过滤EMI电流和降低电感损耗，实现电压转换应用。此外，它们还可用于各种应用和各种产品的直流到直流转换器中。只需极小的印制电路板 (PCB) 空间，功率电感器即可提供高性能和多相设计，大幅降低整体系统成本。

功率电感器参数

功率电感器的关键参数如下：

L-电感

电感器的主要功能参数。电感是电路的属性，即电路中电流改变所引起的与电流改变相反的电动势。电感的单位是亨利 (H)。此参数决定着电流输出和波纹噪音水平。

DCR-直流阻抗

功率电感器的阻抗取决于所使用的绕组线的长度和直径。直流阻抗是衡量功率效率的关键参数。如果使用更大的直流阻抗功率电感器，功耗也会更大。

额定电流

额定电流是电感器最大可允许的工作电流。如果施加的电流超过额定电流，电感器的自身温度上升和电感下降值将会超过标准，而且性能和稳定性将会下降。

对于功率电感器，基于自身温度上升或电感变化，有两种不同的定义可描述额定电流。

莱尔德科技将最大额定电流定义为电感将会下降的最大电流量，典型值为初始电感的10%。

SRF（自谐振频率）

电感器的自谐振频率(SRF)是线圈绕组中电感器和寄生电容共振的频率，如下文图1所示。在高于SRF的频率时，电感器发挥电容而非电感功能，而SPF则定义为自谐振频率的最小值（单位：MHz）。SRF越高表示电感器的有效工作频率范围越高。因此，为电感器选择的工作频率应低于SRF。

图 1：等效电路

屏蔽和无屏蔽 SMD 功率电感器

首先，屏蔽功率电感器产生的磁场可以保持磁场在电感范围内。它只将极少数磁场发射到封装外部，减少对附近其它零件的负面影响，从而最大限度地减少与其它组件或模块的联结。在无屏蔽电感器中，部分磁通场会辐射到外部。如果敏感组件或模块在其附近，其正常功能性可能会受到影响。

由于整个磁通场都包含在屏蔽电感器内，因此功率效率会更高。此外，屏蔽电感器在提供与无屏蔽电感器等量的电感时，需要的线匝更少。因此，屏蔽电感器的DCR比提供等量电感的无屏蔽电感器的DCR更小。

如果屏蔽和无屏蔽电感器的DCR相同，这意味着这些电感器使用相同的电线和线圈。屏蔽电感器的电感值应该比无屏蔽电感器高。但是，由于饱和特性，电感变化将比电流曲线更早地出现下降。这决定着无屏蔽功率电感器更适用于大电流操作。

屏蔽功率电感器 无屏蔽功率电感器图

2：莱尔德科技功率电感器

功率电感器应用

功率电感器应用 功率电感器主要有三种应用：
• 低通频率噪音过滤器
• 传导性 EMI 噪音过滤器
• 直流到直流转换器中的蓄能零件

低通频率过滤器应用主要针对直流电源线路，以过滤低频波纹电流噪音。此外，较大的电感器还可在交流输入电路中作为传导性EMI噪音过滤器使用，以满足规章要求。

图 3：低通 LC 过滤器

直流到直流功率转换器：降低和升压直流到直流转换器

SMD功率电感器作为电路的蓄能零件在直流到直流转换器中广泛使用。这些转换器包括典型的降压、升压和降升压转换器，它们可以将直流输入电压从高压转换至低压，或从低压转换至高压，为电子系统的各种电路提供直流电源。

图 4：降压、升压、降升压

总结

随着电池设备的设计和制造往越来越薄的方向发展，应用可执行各种功能的整合元件比以 往更加重要。功率电感器凭借更低的铁芯损耗在电压转换应用中发挥着重要作用，它还可用于储存能量、过滤EMI噪音，和减少系统设计中的信号损耗，且具有更高的功率处理能力。这些功率电感器可提供高性能且坚固、小巧的设计，而且只需极小的印制电路板空间，大幅降低整体系统成本。

莱尔德科技提供电子市场广泛应用的一系列屏蔽和无屏蔽SMD功率电感器。这些电感器具有从1uH到10uH的电感范围，电流从20mA到更大的30A，而且体积小巧，以节省便携式电子系统的空间。

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