村田紧凑型大电流金属合金功率电感器的特点

2021-07-19

村田金属合金功率电感器具有以下特点：

①处理大电流的能力
②中等磁饱和特性
③独立于环境温度的温度特性④ 
低噪声（可听频率范围内的
噪声）⑤低辐射噪声
⑥影响电阻

本节的其余部分提供了有关这些特性的更多信息，并将它们与传统铁氧体产品进行了比较。


特性①：处理大电流
的能力确定功率电感器的DC叠加电流值的一般方法是找到电感值下降30％的电流。如图2所示，尽管比铁氧体电感器小，金属合金电感器的电流值比铁氧体高出-30％线。这表明尽管尺寸紧凑，但它们能够处理大电流。
这种差异的原因是金属合金材料的较高储存能量是由于其与铁氧体材料相比具有更高的饱和磁通密度。


特性②：中等磁饱和特性
图2中的直流叠加曲线还表明铁氧体保持其电感值达到一定的电流值，但一旦超过该极限就会急剧下降。相比之下，由于其磁饱和特性，金属合金随着电流值从低变高而表现出更加逐渐的电感下降。
这表明使用金属合金电感器可降低电源电路在大电流流过时关闭或发生故障的风险。


村田紧凑型大电流金属合金功率电感器的特性[基础知识]

图2


特性③：温度特性与环境温度无关

金属合金中使用的磁性材料的主要特征是由于环境温度导致的磁导率变化非常小。这意味着电感的直流叠加特性保持稳定，与环境温度无关。

图3显示了在不同环境温度下具有相同尺寸和电感值的线圈的DC叠加特性。如图所示，金属合金电感器表现出与环境温度无关的稳定的DC叠加特性。

这表明金属合金电感器在高温下提供优异的电路稳定性（更高的可靠性），并且能够更好地处理由于组装产品的小型化所需的元件的高密度安装所引起的高内部温度。

村田紧凑型大电流金属合金功率电感器的特性[基础知识]

图3


特点④：低噪音

在铁氧体产品中，当大电流流过线圈时，大磁场集中在磁性材料层叠的部分，引起磁致伸缩（磁性材料由于其磁化强度的变化而变形的现象）并产生微小的磁由于导线之间的磁力线的作用，绕组中的振荡。 
已知这会引起可听见的高音尖叫（所谓的“线圈呜呜声”）从线圈发出并从发射振动的电路板发出。在金属合金电感器的情况下，因为绕线线圈是用细晶粒磁性材料模制的，所以没有磁场集中的地方。由于这个原因，并且由于绕组本身的任何振动都受到模芯的限制，因此金属合金电感器不易受到线圈呜呜声的影响（图4）。

 

村田紧凑型大电流金属合金功率电感器的特性[基础知识]

图4


特点⑤：低辐射噪声

电感器的一个物理特性是其周围的磁通量随时间变化的方式，这取决于电流。然而，希望尽可能地减少来自电感器的磁通量的“泄漏”。磁通量的泄漏导致相邻线圈之间的耦合，并且与诸如电感的波动以及外围部件中的不利影响（包括故障）的不利影响相关。

图5比较了当恒定电流通过时，从相同尺寸的线圈顶部和侧面产生的辐射噪声。在金属合金电感器的情况下，从顶部或侧面几乎没有磁通量泄漏。

这是由于磁性材料颗粒之间的间隙尺寸不同（图中标记为“GAP”）。在金属合金电感器中，颗粒之间的微小间隙使泄漏降至非常低。
这表明金属合金电感器非常适合于组装产品小型化所需的安装元件的高密度封装。此外，通过使用金属合金电感器，设计人员在电路板上布置元件时不必考虑干扰。

图5


特点⑥：抗冲击性

由于智能手机和其他便携式设备等产品通常在实际使用中大致处理，因此安装在其中的电子元件必须能够抵抗冲击。

当产品意外掉落或撞击时，撞击不仅会将强大的瞬时机械应力从产品外部传递到其内部的电路板，还会导致电路板严重弯曲。安装在电路板上的元件需要能够承受这种弯曲应力以及与屏蔽板和外壳接触的影响。

图6显示了在特定自由落体条件下的比较跌落试验的结果。
与铁氧体电感器相比，具有整体模制结构的金属合金电感器更耐损坏，因为没有单点机械应力集中。

正如特征⑤（低辐射噪声）使设计人员无需担心在电路板上布置元件时的干扰，抗冲击特性使设计人员能够更灵活地布置元件而无需担心元件的放置位置。 

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图6


这六个特性是村田制作所金属合金功率电感的主要特征。


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