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用于电磁干扰抑制的片式元件(一)

2010-06-273770钱振宇《磁性元件与电源》

只要需要,前面提到的几类片式铁氧体磁珠都可以做成磁珠排。
图5是村田的BLA22AA/ BLA22AB系列磁珠排的引线、出脚和外形尺寸图。


4 片式电感和片式共模电感

4.1 概述
按照电感器在线路中的作用,主要有波形发生和扼流电抗两方面的应用。
作为电磁兼容的对策器件,主要是将电感器作为扼流圈来使用,这在电源和信号电路中都有应用。用它构成的滤波电路具有较宽的频率抑制特性和较高的通过电流。这种电感器不需要有高的Q值,而低的直流电阻可以保证在额定电流通过时有最小的电压降。

4.2 片式电感
片式电感的结构分类,分为叠层和绕线两大类型。
4.2.1 片式叠层电感器
片式叠层电感器,是电感领域重点开发的产品。片式叠层电感器不用绕线,用铁氧体浆料(镍锌或锰锌材料)和导体浆料交替印刷、叠层、烧结,形成有闭合磁路的电感线圈(见图6)。采用厚膜多层钝化技术和叠层生产工艺,尺寸更小,更加容易实现规模化生产。

就图中结构来看,片式叠层电感器与片式磁珠并无根本差别。
大多数片式叠层电感器,特别是功率电感器和EMI抑制器都使用镍锌系材料。锰锌系材料主要用在片式变压器和片式低频电感中。
叠层型电感的主要特点是有磁屏蔽,不会干扰周围的元器件,也不会受临近元器件的干扰,有利于元器件的高密度安装。另外,规整的形状,更加适合于自动化的表面贴装生产。
与绕线型相比,电感量和允许通过的电流相对较小,但是更适合在高频下使用。

4.2.2 绕线型片式电感
片式电感器的另一种形式是片式绕线电感器,这是对传统绕线型电感器的一种改进,采用微小型工字型磁芯,将细的导线绕在软磁铁氧体磁芯上制成,外层一般用树脂封固(见图7)。这种类型的片式电感生产工艺简单、继承性强,体积小型化有限。但电性能优良(电感量大,品质因素高),适合于大电流通过,可靠性好。

4.3 片式电感与片式磁珠的区别
在《片式电磁兼容对策器件》话题中,片式电感主要用来抑制电磁干扰的发生。所以比较电感器与磁珠(包括片式电感与片式磁珠)也从这个主题出发。
电感器本身是一个无功元件,它在电路中不消耗能量。电感器能阻止高频信号在线路中流通,发挥抑制电磁干扰的作用,是因为电感器在高频下体现了一个高阻抗元件,阻止高频信号在线路中的流通,而将其反射回干扰源。就此应用范围来说,很少有超过50MHz的。
对磁珠来说,是一个串联在干扰流通线路上的软磁铁氧体磁芯。频率较低时,铁氧体磁珠在串联电路上仍体现为电感。而对更高频率的干扰,由于磁芯磁导率降低,导致电感量减小,感抗成分减小,故磁珠的电感对高频干扰阻挡作用在减少。而与此同时,磁芯的损耗(涡流损耗)却在增加。后者等效为损耗电阻,电阻成分的增加,导致磁珠在线路上的总阻抗仍在增加,所以当高频干扰通过铁氧体磁珠时,磁珠对高频干扰的阻挡作用仍在增加,不过此时的磁珠不再是将高频干扰反射回干扰源,而是把它转换成发热的形式给耗散掉了。
这样看来,电感器和磁珠在结构上没有本质性的不同,但是从抑制干扰的机理(依照抑制干扰的频率范围来划分)来说,两者明显是不同的,一个是将干扰反射回干扰源(指电感),另一个是将干扰吸收掉(指磁珠)。
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