新磁心原材料有利于促进最好的选择

创作者：Alex Nebel，车辆GAM当场应用工程师，基美电子器件（KEMET）

在为给出运用选取最好元器件时，可以说电力电容器比其他类型的无源元件更受关心。可是，在有电容器器的位置一般 会有一个电感，其根本原因是因为让电气控制系统常规工作中，一般 必须运用电力电容器的静电感应特点及其电感器器的电磁感应特点。

如今，铁氧体磁芯和金属材料复合型电感的最新消息，为设计方案工作人员给予了大量挑选和更功率大的，便于提升其电源电路的特性、稳定性和成本费。

电感基本

在最主要的方式中，电感能够像输电线电磁线圈一样简易。根据在磁心周边绕制导技术线，能够使电感器值增长。磁心的材质特点对电感器值有非常大的危害，还能够根据设计方案样式来提升电感器的特点。

当在电感两边增加电流时，电流量的升高速度与工作电压和电感器值相关。1伯特（1H）电感上若有1V电势差，则会使电流量以每秒钟1A的速率提升。这儿可用的计算公式是：V=L*di/dt。

电感具备关键的特点，技术工程师能够使用他们来管理方法动能和调节数据信号。电感的关键特点包含：

·与电阻不一样，与感应电动势相关的电磁能不容易以热能方式释放，只是会储存在相应的电磁场中。当电感电流量终断时，它会回到电源电路。

·电感的情形与頻率相关。

·当电磁场储存了它能够承载的热量时，电感便会“饱和状态”。自此，若电流量还有一切提升，磁化强度都不可能提升，而且不必要的电磁能会以热能方式释放。

运用这种特点，电感一般 用以仿真模拟低通滤波器，及其用于管理方法开关电源电路变换运用中的动能流。

当电路原理工作人员尝试将更多用途塞入愈来愈小的区域或提升功率时，必须电感可以以较小的元器件规格给予高电感器值。与此同时，为了更好地防止输出功率耗损和高效率减少，务必要将直流电电阻器（DCR）等有危害内寄生效用降至最少，而且在溫度转变和所有工作中电流量范畴内，应以主要参数维持比较平稳。磁心原材料使用性能的增强使电感器生产制造商可以考虑那些规定。

与其他工程项目挑戰一样，提升磁心原材料特点涉及到折中，即尽管在一些层面增强了特性，但在其它领域却要接纳衡量。虽然业内开发设计了新的磁心原材料技术性，比如煅烧金属粉磁心，但传统式的铁氧体磁芯所出示的优越性仍将再次具备诱惑力。伴随着生产商寻找新的办法来提升元器件特点并根据更细致的制作尺寸公差来更严苛地主要参数，铁氧体磁芯电感也在不断地进步和改善。

现阶段一般采用二种具体的基本铁氧体磁芯原材料秘方：镍锌（Ni-Zn）和锰锌（Mn-Zn）。Ni-Zn铁氧体磁芯一般 会出现更强的磁心电阻器，而别的元器件主要参数（包含饱和状态特点、热特点和与规格相关的电感器）则较不好。另一方面，Mn-Zn磁心可完成高企业容积电感器和效率高，而饱和状态特点、排热特性和磁心电阻器则不那样强。

新铁氧体磁芯技术性

为了更好地明显减少与Mn-Zn铁氧体磁芯电感相关的DCR和铁心耗损，基美电子器件（KEMET）造就了一种新式电感，称之为拼装铁氧体磁芯。他们由两一部分磁心和一条立即接线端子平扁输电线构成，如图所示1所显示。这种元器件融合了Mn-Zn电感的大电感器和效率高优点，具备低DCR和低铁损。

这类构造使竖直定项电感的发生变成 很有可能，比如总宽仅为6.0mm的TPI系列产品。这类元器件比传统式的电感小2.0mm，可在功率大的运用中节约很多室内空间，比如CPU负荷点（POL）转化器必须在POL和CPU脚位相互之间的地区应用好几个电感开展直流电提升。虽然元器件周边的室内空间越来越极其比较有限，但尽量或是将电感挨近脚位置放，进而较大程度上地减少直流电路线耗损。在与三个基本电感所占同样的PCB总面积内，能够置放四个纤薄TPI电感。

图1：拼装铁氧体磁芯电感。

金属材料复合型磁心

另一方面，业内已研发出新式金属材料复合型磁心原材料，其饱和状态及排热功能要比铁氧体磁芯元器件更强。金属材料复合型电感的磁心由粉丝构成，其磁心样子是根据将这种粉丝与黏合剂搅拌后抑制产生。

除此之外，高导磁率的磁心原材料还可以使电感的DCR减少，因而在大交流电下工作中时其自发热减少。那样既能够提升系统软件高效率，又可以降低对热管散热器等排热管理方法元器件的依靠（表1）。

表1：时兴的电感磁心技术性较为。

在较为Mn-Zn铁氧体磁芯和金属材料复合型电感的电感器和饱和状态特点时，Mn-Zn铁氧体磁芯主要表现出高些的允差电感器值。这一般 针对电流量是比较稳定的，可是一旦做到饱和电流，电感器便会骤降。在较高溫度下，饱和电流也会明显减少。金属材料复合型电感尽管相比于元器件规格主要表现出较低的允差电感器，但具备更渐近的饱和状态特点并展示出更好的溫度可靠性（图2）。

图2：铁氧体磁芯和合金合成材料的饱和电流和溫度稳定性能较为。

基美电子器件近期发布了一种新的METCOM电感系列产品，该系列产品包括100多种多样元器件，电感器值从0.10μH到47.00μH，DCR值低至1.5mΩ。这种电感可在-55℃至 155℃的温度范围内工作中，封裝规格小至5.3mm×5.00mm×2.0mm，因而适用聚集封裝的开关电源运用，并可以在由远小于零度到很高溫度的工业生产或汽车发动机房间内等趣味性自然环境中开展布署。

在常见的明确电感构造中，电磁线圈是盘绕在磁心上，而METCOM磁心则是在电磁线圈上产生（图3）。这将建立一个不导热的表层，产生屏蔽掉功效，而将磁通量操纵在电感身体。那样就可以提升工作效能。EMI特性也可获得改进，进而较大程度上地降低对周边线路的影响。

图3：METCOM电感的构造。

达到车辆溫度和区域限定

车辆的发动机室或车舱等部位常曝露在太阳直晒下，因而这类使用中所使用的电子器件非常容易承担高溫。METCOM电感在很宽的操作温度范畴内都有着优异的可靠性，因而可以在车辆使用中给予优异的特性。

另一方面，在必须大电感器但室内空间限定十分严苛的地区，TPI系列产品铁氧体磁芯电感等解决方法能够减少室内空间，进而达到关键的电气设备特性规定。

汇总

立即接线端子拼装铁氧体磁芯电感的来临，及其——归功于优秀的饱和状态与排热特点及其原有EMI屏蔽掉的优点——金属材料复合型电感所得到的进度，使电感磁心技术性两者之间的传统式差距越来越模糊不清。如今，无论是对以效果为管理中心、规格受限制的测算和大数据中心运用，或是对车辆室内空间那样规格受到限制且对环境温度比较敏感的运用而言，相比于过去，设计方案工作人员都有着大量的选取来解决各种各样开关电源变换的挑戰。

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