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智能伺服变压器:10种常用电感特性的比较

2018-10-26 09:06:39 德州信平电子有限公司 阅读

10种常用电感:


1、工字型电感

2、色环电感

3、空芯电感

4、环形线圈电感

5、贴片叠层高频电感

6、磁棒电感

7、SMD贴片功率电感

8、穿心磁珠

9、贴片磁珠

10、贴片高频变压器,插件高频变压器;


10种常用电感特性的比较


归纳整理,我认为是应用,物理,技术,材料,制程,成本,…等等妥协后的产物。现时出现在市面上的产品,是综合以上妥协后,一时一地的最佳化产品。请留意我说“一时一地 ”这四个字,这意味着现时的产品,全都不是极致的产品! 这代表我们发展的空间是无限宽广的, 只要我们肯用心了解,用心去研究,更佳化的产品将陆续出现。


我举一例子,客户希望最有效利用空间,他们最喜欢方形形状的产品,而我们电感的中轴,我们最方便,最有效的制程形状是圆形,如何将圆形的东西放在方形的空间,发挥最大的效果,这就是妥协!


针对特性的问题简单回答,希望对大家有所帮助。


1、工字型电感


它的前身是挠线式贴片电感,工字型电感是它们的改良, 挡板有效加强储能能力,改变EMI方向和大小,亦可降低RDC。它亦可说是讯号通讯电感跟POWER电感的一种妥协。


贴片式的工字型电感主要用于几百kHz至一两MHz的较小型电源切换, 如数字相机的LED升压,ADSL…等等的较低频部份的讯号处理或POWER用途,它的Q值有20,30,做为讯号处理颇为适合;RDC比挠线式贴片电感低,作为POWER也是十分好用,当然,很大颗的工字型电感,那肯定是POWER用途了。


工字型电感最大的缺点,仍是开磁路,有EMI的问题, 另外,噪音的问题比挠线式贴片电感大。  我个人认为,工字型电感肯定不是最佳化的结构, 改良空间仍是十分大!


2、色环电感


色环电感是最简单的棒形电感的加工,主要是用作讯号处理。本身跟棒形电感的特性没有很大的差别,只是多了一些固的物,和加上一些颜色方便分辨感值, 因单价算是十分便宜,现时比较不注重体积,以及仍可用插件的电子产品,使用色环电感仍多。因为是插件式,而且太传统了,被时代淘汰是时间的早晚。


3、空芯电感


空心电感主要是讯号处理用途,用作共振,接收,发射…等等。空气可应用在甚高频的产品,故此很多变异要求不太高的产品仍在使用,因为空气不是固定线圈的最佳材料,故此,在要求越来越严格的产品趋势上,发展有限!


4、环形线圈电感


环形线圈电感,是电感理论中很理想的形状, 闭磁路,很少EMI的问题,充分利用磁路,容易计算, 几乎理论上的好处,全归环形线圈电感, 可是,有一个最大的缺点,就是不好挠线,制程多用人工处理。


现在中国人多,女孩子眼明手细,不过,谁愿意让年青活泼的女孩子浪费青春! 早晚请不到人!  但用机器的话,环形挠线的竞争力,仍有待做机械和电子控制的工程师来提升。环形线圈电感虽然是电感中很理想的形状,但因为主要是人工挠线, 作为讯号处理,因为要求较高,所以比较少用,但很小很小的环形线圈电感,却仍是用量十分大,主要是用在高频,高感的通讯产品上。


环形线圈电感最大量的,是用铁粉芯作材料,跟树脂等混在一起,使得Air gap均匀分布在铁粉芯内部,做电感的,有一定的敏感度,当我们看到Air gap二字,就知道是用在power上,故此,铁粉芯环形线圈电感,是power电感最常用的一种,IDC可以达到20多安培。


我觉得,环形线圈电感的改良空间是十分大的,不妨往这方向研发和思考。


铁粉芯环形线圈电感的优点是环形,但缺点亦是环形,我前便曾说,使用者最喜欢的形状是方形,故此,在妥协下,环形线圈电感并不是最具优势。


5、贴片迭层高频电感


贴片迭层高频电感,其实就是空心电感。特性完全相同,不过因为容易固定,可以小型化。


贴片迭层高频电感跟空心电感比较, 因为空气不是好的固定物,但空气的相对导磁率是一,在高频很好用, 故此,找一些相对导磁率是一,又是很好的固定物,那不是很好。


事实,世间绝大部份的物质,对导磁率都是一, 最便宜的就是石头,贴片迭层高频电感的材质就是石头,石头就是硅啦! 三氧化二铝等等的材质,也是一样的用意啦。


总之,贴片迭层高频电感材质的目的,是可以做成积层贴片,方便印刷线路,我们不单不希望贴片迭层高频电感的材质有特性,我们希望它完全没有特性更佳,使得贴片迭层高频电感特性完全像空心线圈,而且因为能固定,所以变异很小很小, 在制程上,因为迭层制程,更可以尽量小型化。 Z=2*圆周率*频率*电感值 ,2和圆周率是常数,不管它们,相同的阻抗,频率越高,代表电感值可以越小, 现时通讯产品的频率就是越来越高, 这代表,感值需求越来越小。


感值越小,代表我们可以做得更小颗,更不用高导磁率的磁性材料,用空气,用石头就可以了,  所以,贴片迭层高频电感的使用量一定会越来越多,这是人类发展的必然趋势。


贴片迭层高频电感跟贴片挠线式高频电感的比较, 贴片迭层高频电感的Q值不够高,是最大的缺点, 但我可以确定,现在市面上的贴片迭层高频电感Q值,肯定不是这产品的极限, 故此,改善的空间仍是十分宽广。另外,因为高频产品的变异要求十分严格, 所以,材质对温度的变化,也是台湾和中国贴片迭层高频电感,尚无法跟日系强烈对抗的重要原因!


唉! 那些大老板真不知是吃甚么长大的,怎么说他们才会听! 老是想着杀价! 杀价只是竞争手段之一,为什么不想想看从技术去提升竞争力呢!


最后,因为感值会越来越小,精准度要求越来越高,贴片迭层高频电感会取代贴片挠线式高频电感, 南海十一郎预测, 5年到10年后,贴片薄膜高频电感,也会取代贴片迭层高频电感。 研究和市场方向,要抓对啊!


6、磁棒电感


磁棒电感是空心电感的加强,电感值跟导磁率成正比, 塞磁性材料进空心线圈,电感值,Q值…等等都会大为增加。好处,就自己想象了。 如果想不通,或者不想思考,要早点改行喔!  磁棒电感是最简单,最基本的电感, 30年到100年前,电感有什么应用,它就有什么应用,特性亦是如是。


7、SMD贴片功率电感


SMD贴片功率电感最主要是强调储能能力,以及LOSS要少。


8、穿心磁珠


穿心磁珠,就是阻抗器啦, 电感是低通组件,可让低频通过,阻挡高频。


9、贴片磁珠


贴片磁珠就是穿心磁珠的下一代。


10、贴片高频变压器,插件高频变压器


高频变压器嘛,一般用于开关电源


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