電感是電子電路當(dāng)中非常常見的元器件,電感按照不同的分類方式可以劃分出不同的種類,它們在不同的應(yīng)用場景下都有著各自獨(dú)特的作用和特點(diǎn)。
1. 繞組:由繞制在磁芯上的導(dǎo)體線圈組成,通常采用銅線或鋁線制作,導(dǎo)線截面積和匝數(shù)決定了電感的大小。繞組可以是單層或多層繞制,也可以是平行線或交叉線繞制。
2、磁芯:可以是空心管式、固態(tài)磁性材料或磁性粉末等多種材料制成,磁芯的材料會(huì)影響電感的性能,參與傳遞磁場,主要作用是提高電感器件的磁通量。
值得注意的是,電感的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)榫唧w的應(yīng)用場景和制造工藝的不同而有所差異,比如鐵芯電感的磁芯是由鐵、鎳、氧化鐵等材料組成的,還有各類微型電感、SMD電感等,其結(jié)構(gòu)也都不盡相同。
除此之外,還有一些電感器件會(huì)附加防抖電容、繞組保護(hù)套等輔助元器件,以提高電路效率和保護(hù)電感的結(jié)構(gòu)。
我們本次就聊一聊我們平時(shí)比較常見電感之一的的功率電感的用途以及他在我們PCB設(shè)計(jì)當(dāng)中的處理方法,首先功率電感又可以分為屏蔽型電感和非屏蔽型電感,這兩者最大的區(qū)別就是一個(gè)是可以看到繞制的線圈,一個(gè)是看不到的,因?yàn)楸唤饘倨帘握终制饋砹?,功率電感主要用于電力電子設(shè)備中,通常是AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/DC變換器、過濾網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)壓電源等電路的核心元器件之一。功率電感器件的功能和作用如下:
1、濾波:功率電感賦予負(fù)載電路一個(gè)阻抗,以分離高頻和低頻信號。濾波電感主要用于穩(wěn)壓電源和過濾電源的輸出波形,降低電源的紋波和脈動(dòng)。
2、暫態(tài)響應(yīng):功率電感可對電源中的電流進(jìn)行暫態(tài)響應(yīng)和過渡控制,防止瞬時(shí)過流和電源中的電流脈沖等現(xiàn)象,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。
3、能量存儲:在AC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/DC變換器等功率電子設(shè)備中,功率電感存儲能量并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶觯栽诙虝r(shí)間內(nèi)提供更高的電流或電壓。
4、隔離:功率電感可提供一種隔離手段,將輸入電源與輸出部分進(jìn)行隔離,降低氣缸的交互電干擾和噪聲等。
綜上所述,功率電感是電力電子設(shè)備中的關(guān)鍵元器件之一,在許多應(yīng)用中都具有非常重要的作用,可有效解決電路中的紋波、電流過載等問題。
我們在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候有由于電感工作當(dāng)中是會(huì)產(chǎn)生磁場的,這個(gè)磁場會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。如果這個(gè)磁場的強(qiáng)度足夠大,它就會(huì)對周圍的電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。這種干擾可能會(huì)導(dǎo)致電路的性能下降、信號干擾等問題。
為了減少電感器對周圍電子設(shè)備的干擾,通常會(huì)在電感器周圍挖掉一些銅皮。這是因?yàn)殡姼衅鳟a(chǎn)生的磁場是通過銅皮傳導(dǎo)到周圍的電子設(shè)備中的。如果我們將銅皮挖掉,就可以減少磁場的輻射范圍,從而降低EMI的影響。
除了挖掉銅皮之外,還可以采用其他措施來減少電感器對周圍電子設(shè)備的干擾。例如,他們可以在電感器周圍放置屏蔽罩,以進(jìn)一步減少磁場的輻射范圍。此外,還可以采用低噪聲電源、地線等技術(shù)來降低EMI的影響。
總之,在PCB設(shè)計(jì)中,EMI是一個(gè)非常重要的問題。電感器是一種常見的電子元件,它會(huì)產(chǎn)生磁場,這個(gè)磁場可能會(huì)對周圍的電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。為了減少這種干擾,通常會(huì)在電感器周圍挖掉一些銅皮,并采用其他措施來降低EMI的影響。這些措施可以幫助我們設(shè)計(jì)出更加穩(wěn)定、可靠的電路系統(tǒng)。
當(dāng)然電感對電路的影響不僅僅是這些,如果銅皮沒有挖掉的話,電感磁場和銅皮之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)渦流,從而導(dǎo)致電感區(qū)域會(huì)發(fā)熱以及電感的電感量降低,我們在遇到有屏蔽罩的PCB的時(shí)候也是需要注意電感區(qū)域的處理,通常會(huì)在功率電感上方屏蔽罩區(qū)域挖一個(gè)洞,避免渦流現(xiàn)象的產(chǎn)生。
我們上面了解了這么多那么其實(shí)我們只需要在PCB設(shè)計(jì)當(dāng)中多留意一下電感區(qū)域的布局以及銅皮的處理基本上就可以了,合理的電路布局可以幫助我們減小EMI的影響?;蛘呶覀円部梢圆捎闷帘涡偷碾姼?,屏蔽型的電感由于有屏蔽罩的關(guān)系可以把磁感線限制在屏蔽罩內(nèi),從而降低了對周圍元器件的影響,缺點(diǎn)就是比較貴一些,所以我們平時(shí)都是需要綜合考慮的。