片式電感器簡介

片式電感器源于有引線多層瓷介電容器的芯片直接用于混合集成電路(HIC)的貼裝。早在60年代，美國JDI、Sprague公司就開始生產(chǎn)。1977年，日本松下公司在超薄型半導體收音機這類消費類電子產(chǎn)品中，首先采用了SMT和SMC及SMD工藝。

，為適應SMT需要，開始了片式電感器的研究開發(fā)，并很快實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

概述

"片式電感器"是以電感器結(jié)構(gòu)形式分類的稱謂。按照結(jié)構(gòu)和制造工藝分類，電感器被分為插裝式立體電感器和貼裝式片式電感器兩大類，傳統(tǒng)的插裝式電感器的主要制造技術(shù)是"繞線"，即將導線繞于磁心上構(gòu)成電感線圈(也常見空心線圈)。這種電感器的特點是電感量范圍大，電感值的精度高、功率大、損耗小、制造簡單、生產(chǎn)周期短、原材料供應充足，缺點是自動化生產(chǎn)的程度低、生產(chǎn)成本高、難以小型輕量化。

片式電感器從制造工藝來分，片式電感器主要有4種類型，即繞線型、疊層型、編織型和薄膜片式電感器。其中，繞線式是傳統(tǒng)繞線電感器小型化的產(chǎn)物，疊層式則采用多層印刷技術(shù)和疊層生產(chǎn)工藝制作，體積比繞線型片式電感器還要小，是電感元件領(lǐng)域重點開發(fā)的產(chǎn)品。片式電感器現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢由于微型電感器要達到足夠的電感量和品質(zhì)因數(shù)(Q)比較困難，同時由于磁性元件中電路與磁路交織在一起，制作工藝比較復雜，故作為三大基礎(chǔ)無源元件之一的電感器片式化，明顯滯后于電容器和電阻器。

它的特點是電感量范圍廣(mH~H)，電感量精度高，損耗小(即Q大)，容許電流大、制作工藝繼承性強、簡單、成本低等，但不足之處是在進一步小型化方面受到限制。陶瓷為芯的繞線型片電感器在這樣高的頻率能夠保持穩(wěn)定的電感量和相當高的Q值，因而在高頻回路中占據(jù)一席之地。

NLC型 適用于電源電路，額定電流可達300mA;NLV型為 高Q值，環(huán)保(再造塑料)，可與NL互換;NLFC 有磁屏，適用于電源線。

它具有良好的磁屏蔽性、燒結(jié)密度高、機械強度好。不足之處是合格率低、成本高、電感量較小、Q值低。

它與繞線片式電感器相比有諸多優(yōu)點:尺寸小，有利于電路的小型化，磁路封閉，不會干擾周圍的元器件，也不會受臨近元器件的干擾，有利于元器件的高密度安裝;一體化結(jié)構(gòu)，可靠性高;耐熱性、可焊性好;形狀規(guī)整，適合于自動化表面安裝生產(chǎn)。

具有在微波頻段保持高Q、高精度、高穩(wěn)定性和小體積的特性。其內(nèi)電極集中于同一層面，磁場分布集中，能確保裝貼后的器件參數(shù)變化不大，在100MHz以上呈現(xiàn)良好的頻率特性。

特點是在1MHz下的單位體積電感量比其它片式電感器大、體積小、容易安裝在基片上。用作功率處理的微型磁性元件。

片式電感與片式磁珠的區(qū)別

在《片式電磁兼容對策器件》這個話題中，片式電感主要是用來抑制電磁干擾的發(fā)生。所以比較電感器與磁珠(包括片式電感與片式磁珠)也應該從這個主題出發(fā)。

電感器本身是一個無功元件，它在電路中不消耗能量。電感器之所以能夠阻止高頻信號在線路中流通，發(fā)揮對電磁干擾的抑制作用，是因為電感器在高頻信號作用下 體現(xiàn)了一個高阻抗元件，阻止了高頻信號在線路中的流通，而將高頻信號反射回干擾源。就這個應用的頻率范圍來說，很少有超過50MHz的。

對磁珠來說，它本身是一個軟磁鐵氧體磁芯，串聯(lián)在需要抑制干擾的線路上，誠然在頻率較低時，鐵氧體磁珠在串聯(lián)電路上仍然體現(xiàn)為一個電感。然而對于頻率更高 的干擾，由于磁芯的磁導率的降低，導致電感的電感量減小，感抗成分減小，因此磁珠電感對于高頻干擾的阻擋作用在減少。而與此同時，磁芯的損耗(渦流損耗) 卻在增加。后者等效為損耗電阻，電阻成分的增加，導致磁珠在線路上的總阻抗依然在增加，所以當高頻干擾通過鐵氧體時，磁珠對高頻干擾的阻擋作用依然在增 加，不過這次磁珠不是將高頻干擾反射回干擾源，而是將高頻干擾轉(zhuǎn)換成熱能的形式給耗散掉了。

這樣看來，電感器和磁珠在結(jié)構(gòu)上沒有本質(zhì)性的不同，但是從抑制干擾的機理(依照抑制干擾的頻率范圍來劃分)來說，兩者明顯是不同的，一個是將干擾反射回干擾源(指電感)，另一個是將干擾吸收掉(指磁珠)。

在電子設(shè)備中，我們要抑制的電磁干擾無非是出現(xiàn)在信號線和電源線上的干擾，因此對于電磁兼容對策器件中的電感器，特別是片式電感器的適用形式也是從這兩方面來分析。

信號線的濾波作用更多是用來對付來自空間的干擾問題(包括從空間輻射進設(shè)備的干擾，和設(shè)備向空間發(fā)射的干擾)。這說明了電纜線是電磁兼容的薄弱環(huán)節(jié)，也說明了共模干擾是設(shè)備的主要危害。這是信號線所起的天線作用惹的禍?；谶@一原因，對于非屏蔽的信號線端口應當安裝信號線濾波器，濾波器要安裝在信號線進出的交界面上，要濾除的主要是一些頻率相當高的共模干擾信號。

在設(shè)備的電磁干擾的傳播途徑中，電源線是最重要的媒介，因為電源線的長度(包括設(shè)備的電源進線和電力傳輸?shù)募芸站€延伸)足以構(gòu)成射頻信號的被動天線。此 外，電網(wǎng)內(nèi)的各種設(shè)備開、關(guān)和運行中形成的騷動也在電網(wǎng)中肆意流傳。上述干擾對電網(wǎng)內(nèi)的敏感設(shè)備的可靠工作造成威脅。射頻信號在電源線上的傳輸是以兩種模 式進行的，一種是共模型式，在線一大地及中線一大地兩個路徑上出現(xiàn);另一種是差模型式，在線一中線里傳播。 電源線濾波器則被安插在電源線上，專門用來抑制射頻信號傳播的器件。 在電源線濾波器設(shè)計中往往不用差模電感，而采用共模電感。共模電感的兩個線圈繞在同一磁芯上(同名端在線圈的同一側(cè))，這種繞線方法對于差模電流(包括電源電流)產(chǎn)生的磁通相互抵消，不會產(chǎn)生磁路飽和;而對共模電流則體現(xiàn)一個很大的電感，取得大的濾波效果。 應當指出的是，共模電感器的兩個線圈繞制不可能完全對稱，因此共模電感器實際上還是殘留一定程度的差模電感成分，對于差模干擾仍有一定程度抑制作用。 這樣看來，無論是信號線或者是電源線，從抑制電磁干擾的角度出發(fā)，用得最多的還是共模抑制措施。因此從使用片式電感器的角度出發(fā)，用得最多的還是片式共模電感器。另外，從電磁兼容對策器件生產(chǎn)商提供的電感器來說也是片式共模電感器。