贴片电感的工作原理

电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。 根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止磁力线的变化的。磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这自感现象产生很高的感应电势所造成的。 电感器具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性，频率越高，线圈阻抗越大。因此，电感器的主要功能是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。 定义 导体的一种性质，用导体中感生的电动势或电压与产生此电压的电流变化率之比来量度。稳恒电流产生稳定的磁场，不断变化的电流(交流)或涨落的直流产生变化的磁场，变化的磁场反过来使处于此磁场的导体感生电动势。感生电动势的大小与电流的变化率成正比。比例因数称为电感，以符号L表示，单位为亨利(H)。 电感是闭合回路的一种属性，即当通过闭合回路的电流改变时，会出现电动势来抵抗电流的改变。这种电感称为自感(self-inductance)，是闭合回路自己本身的属性。假设一个闭合回路的电流改变，由于感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路，这种电感称为互感(mutualinductance)。 自感 当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(感生电动势)(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压)，这就是自感。 互感 两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器。 三、贴片电感的功能用途 电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。电感在电路常见的作用就是与电容一起，组成LC滤波电路。电容具有“阻直流，通交流”的特性，而电感则有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路，那么，交流干扰信号将被电感变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时，其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能，频率较高的容易被电感阻抗，这就可以抑制较高频率的干扰信号。

功率电感的电流该如何理解

电感是由包括电阻、电容在内的三个常用的无源元件之一。功能上主要作为电源转换电路中的储能元件、射频电路中感性负载和噪声滤波器元件应用。 电感器从生产工艺上分类主要有绕线式、薄膜和叠层电感;从结构上分为屏蔽和非屏蔽电感;从安装方式主要分为表面贴SMT和穿孔两类;从应用上主要有低频信号、功率和射频电感等;从材料上主要有磁性和非磁性材料，其中磁性材料有铁氧体，铁基磁粉芯等，非磁性材料主要有非磁性陶瓷等，其中铁氧体和铁基磁粉芯电感主要应用于低中高频，非磁性陶瓷电感主要用于射频应用。 电感的技术指标主要包括电感量L，直流电阻DCR，饱和电流Isat和温升电流Irms，自谐振频率SRF和品质因数Q等。 这里需要说明的是饱和电流的定义。当电感上流过的电流逐渐增大时，磁芯会逐渐进入饱和状态，电感值会逐渐下降。当磁芯完全饱和时，电感值会下降到相当于空心绕线的很小的感值。饱和电流通常的定义为当电感下降30%时的电流值。 如下图所示的标称感值为10H的电感，电感值下降30%时的饱和电流曲线图。也有些厂家会把饱和电流定义为电感下降10%或35%。在选择不同厂家电感进行比较时需要注意这一点。 电子 从上面的饱和电流曲线我们可以看出，此电感值大概为7H左右时，饱和电流为 。 电感的温升电流Irms是指当电感工作时，电感的温度上升较周围环境温度上升一定温度时的电感工作电流。因为温升是与电感消耗能量有关，而能量又与电流的有效值相关，故温升电流通常被标示为Irms.通常大多数厂家定义温度上升40℃时为电感的温升电流值。也有些厂家会分别给出温度上升20℃和45℃的电流值，如下的温升电流曲线图电子从上面的温升电流曲线我们可以看出，此电感温升≤40℃时温升电流为3A。 需要注意的是，温升电流的大小和曲线与实际测量的条件密切相关，国际上也并没有一个统一的测试方法和标准。通常测量电感的温升电流要将电感焊接到测试的PCB板上进行测量，因此PCB板上的线条宽度，PCB铜箔的厚度以及测试时间等都会影响到温升电流的测试结果。另外，电感在系统中的使用条件，也会对电感性能特别是温升特性产生很大的影响。比如，如果电感在系统中靠近发热量很大的器件如CPU或者散热器,则电感的温升电流会相应减小。如果是电感靠近系统的通风孔，温升电流会相应加大。 因此温升电流只是给系统设计者提供一个参考，具体在使用中能对电感做一个实际温度和温升测试。 电感的饱和电流和温升电流是从两个不同的技术侧面给设计者提供有关电感的更多的技术资讯，设计应者对这两个指标有深入的了解，这对提高系统设计的性能和可靠性会有很大帮助。 例如：目前Isat和Irms业界没有统一定义标准，现状会误导部分硬件工程师选型目前有相当部分叠层功率电感生产厂家对其产品额定电流规格都是沿用传统信号滤波处理用叠层电感额定电流标准来定义，其根据电感的温升电流值来定义其额定工作电流。这种情况下产品设计工程师往往会按照传统功率电感选型经验并根据供应商电感规格书上定义的额定电流值来衡量其实际电路中的额定工作电流，这样一来可能会因电感Isat指标低于电路的实际工作电流，产生如下隐患： A).电感实际工作时因电流过大导致饱和，引起工感量下降幅度过大造成电流纹波超出后级电路大允许规格范围而造成电路干扰，从而无法正常工作甚至损坏;B).电路中实际工作电流超过电感的饱和电流有可能会因电感饱和电感量下降产生机械或电子噪音;C).电路中实际工作电流超过电感的饱和电流会导致因电感饱和，其电感量下降引起电源带负载时输出电压&电流不稳定，造成其它单元电路系统死机等不稳定异常情形;D).电感额定电流(包括饱和和温升电流)选择余量不足会导致其工作时其表面温度过高. 总结： 饱和电流是在电感上加一特定量的直流偏置电流，使电感的电感值相对未加电流时的电感值下降下降10%-35%(一般都是按30%来算)，这个直流偏置电流就叫该电感的饱和电流，饱和电流是越大越好。 温升电流是在电感上加一特定量的直流偏置电流，使电感本体温度相对未加电流时的温度上升不超过40℃，该温度需稳定3小时以上且不再继续上升(有些厂商设定为30分钟或1小时以上)，这个直流偏置电流就叫该电感的温升电流，温升电流也是越大越好。在实际设计中，选择的电感温升电流要比电路中的持续电流大。