村田緊湊型大電流金屬合金功率電感器的特點(diǎn)

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村田緊湊型大電流金屬合金功率電感器的特點(diǎn)

2021-07-19 21:38:04

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村田金屬合金功率電感器具有以下特點(diǎn)：

①處理大電流的能力
②中等磁飽和特性
③獨(dú)立于環(huán)境溫度的溫度特性④
低噪聲（可聽頻率范圍內(nèi)的
噪聲）⑤低輻射噪聲
⑥影響電阻

本節(jié)的其余部分提供了有關(guān)這些特性的更多信息，并將它們與傳統(tǒng)鐵氧體產(chǎn)品進(jìn)行了比較。

特性①：處理大電流
的能力確定功率電感器的DC疊加電流值的一般方法是找到電感值下降30％的電流。如圖2所示，盡管比鐵氧體電感器小，金屬合金電感器的電流值比鐵氧體高出-30％線。這表明盡管尺寸緊湊，但它們能夠處理大電流。
這種差異的原因是金屬合金材料的較高儲(chǔ)存能量是由于其與鐵氧體材料相比具有更高的飽和磁通密度。

特性②：中等磁飽和特性
圖2中的直流疊加曲線還表明鐵氧體保持其電感值達(dá)到一定的電流值，但一旦超過該極限就會(huì)急劇下降。相比之下，由于其磁飽和特性，金屬合金隨著電流值從低變高而表現(xiàn)出更加逐漸的電感下降。
這表明使用金屬合金電感器可降低電源電路在大電流流過時(shí)關(guān)閉或發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。

村田緊湊型大電流金屬合金功率電感器的特性[基礎(chǔ)知識(shí)]

圖2

特性③：溫度特性與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)

金屬合金中使用的磁性材料的主要特征是由于環(huán)境溫度導(dǎo)致的磁導(dǎo)率變化非常小。這意味著電感的直流疊加特性保持穩(wěn)定，與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)。

圖3顯示了在不同環(huán)境溫度下具有相同尺寸和電感值的線圈的DC疊加特性。如圖所示，金屬合金電感器表現(xiàn)出與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)的穩(wěn)定的DC疊加特性。

這表明金屬合金電感器在高溫下提供優(yōu)異的電路穩(wěn)定性（更高的可靠性），并且能夠更好地處理由于組裝產(chǎn)品的小型化所需的元件的高密度安裝所引起的高內(nèi)部溫度。

村田緊湊型大電流金屬合金功率電感器的特性[基礎(chǔ)知識(shí)]

圖3

特點(diǎn)④：低噪音

在鐵氧體產(chǎn)品中，當(dāng)大電流流過線圈時(shí)，大磁場(chǎng)集中在磁性材料層疊的部分，引起磁致伸縮（磁性材料由于其磁化強(qiáng)度的變化而變形的現(xiàn)象）并產(chǎn)生微小的磁由于導(dǎo)線之間的磁力線的作用，繞組中的振蕩。

已知這會(huì)引起可聽見的高音尖叫（所謂的“線圈嗚嗚聲”）從線圈發(fā)出并從發(fā)射振動(dòng)的電路板發(fā)出。在金屬合金電感器的情況下，因?yàn)槔@線線圈是用細(xì)晶粒磁性材料模制的，所以沒有磁場(chǎng)集中的地方。由于這個(gè)原因，并且由于繞組本身的任何振動(dòng)都受到模芯的限制，因此金屬合金電感器不易受到線圈嗚嗚聲的影響（圖4）。

村田緊湊型大電流金屬合金功率電感器的特性[基礎(chǔ)知識(shí)]

圖4

特點(diǎn)⑤：低輻射噪聲

電感器的一個(gè)物理特性是其周圍的磁通量隨時(shí)間變化的方式，這取決于電流。然而，希望盡可能地減少來自電感器的磁通量的“泄漏”。磁通量的泄漏導(dǎo)致相鄰線圈之間的耦合，并且與諸如電感的波動(dòng)以及外圍部件中的不利影響（包括故障）的不利影響相關(guān)。

圖5比較了當(dāng)恒定電流通過時(shí)，從相同尺寸的線圈頂部和側(cè)面產(chǎn)生的輻射噪聲。在金屬合金電感器的情況下，從頂部或側(cè)面幾乎沒有磁通量泄漏。

這是由于磁性材料顆粒之間的間隙尺寸不同（圖中標(biāo)記為“GAP”）。在金屬合金電感器中，顆粒之間的微小間隙使泄漏降至非常低。
這表明金屬合金電感器非常適合于組裝產(chǎn)品小型化所需的安裝元件的高密度封裝。此外，通過使用金屬合金電感器，設(shè)計(jì)人員在電路板上布置元件時(shí)不必考慮干擾。

圖5

特點(diǎn)⑥：抗沖擊性

由于智能手機(jī)和其他便攜式設(shè)備等產(chǎn)品通常在實(shí)際使用中大致處理，因此安裝在其中的電子元件必須能夠抵抗沖擊。

當(dāng)產(chǎn)品意外掉落或撞擊時(shí)，撞擊不僅會(huì)將強(qiáng)大的瞬時(shí)機(jī)械應(yīng)力從產(chǎn)品外部傳遞到其內(nèi)部的電路板，還會(huì)導(dǎo)致電路板嚴(yán)重彎曲。安裝在電路板上的元件需要能夠承受這種彎曲應(yīng)力以及與屏蔽板和外殼接觸的影響。

圖6顯示了在特定自由落體條件下的比較跌落試驗(yàn)的結(jié)果。
與鐵氧體電感器相比，具有整體模制結(jié)構(gòu)的金屬合金電感器更耐損壞，因?yàn)闆]有單點(diǎn)機(jī)械應(yīng)力集中。

正如特征⑤（低輻射噪聲）使設(shè)計(jì)人員無(wú)需擔(dān)心在電路板上布置元件時(shí)的干擾，抗沖擊特性使設(shè)計(jì)人員能夠更靈活地布置元件而無(wú)需擔(dān)心元件的放置位置。

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