繼電感的基礎(chǔ)知識(shí)之后，請(qǐng)介紹一下被稱為“功率電感”的電感有幾種。

電感的種類、結(jié)構(gòu)都非常多樣。其中，功率電感有卷線開磁路型、卷線閉磁路型、疊層型。它們的特征匯總?cè)缦卤怼?ldquo;×”請(qǐng)理解為“說不上好”的程度。此外，優(yōu)劣是在這些類型中的相對(duì)比較示意圖。其中，開磁路型的DC損耗Rdc較大，最近不怎么用于電源應(yīng)用，因此下面僅就閉磁路型與疊層型進(jìn)行介紹。

介紹2種繞線閉磁路型電感。一種是“鼓套結(jié)構(gòu)”，另一種是“非屏蔽結(jié)構(gòu)”。我們用下圖來說明。

鼓套結(jié)構(gòu)是在鐵芯上繞線，帶套管的類型，具有氣隙。鐵芯材料鐵氧體具有磁通飽和點(diǎn)。氣隙用來漏磁，提高飽和點(diǎn)，調(diào)整直流疊加特性。

非屏蔽結(jié)構(gòu)是最近流行的結(jié)構(gòu)，在鐵芯上繞線，將混有鐵氧體粉或鐵粉的樹脂涂覆在周圍用以制作閉磁路。但是，因同樣的原因而需要?dú)庀?。在這種情況下，包圍磁性體的樹脂起到氣隙的作用。

-為什么非屏蔽結(jié)構(gòu)會(huì)流行?

先放下“流行”這種表達(dá)不說，非屏蔽結(jié)構(gòu)具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。如名稱所示不使用套管，因此只要鐵芯尺寸相同即可小型化。另外一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是，飽和特性比鼓套型要緩和。我想大家都知道，鐵氧體的飽和特性比較急劇。一旦超過飽和點(diǎn)，電感值急劇下降，因此在電源設(shè)計(jì)時(shí)這也是電感相關(guān)的注意事項(xiàng)。鼓套結(jié)構(gòu)設(shè)置的氣隙帶來的飽和點(diǎn)是一點(diǎn)，一旦超過這點(diǎn)，就變?yōu)橐蕾囪F氧體材料的飽和特性。也就是說，基本上是劇烈的。而非屏蔽結(jié)構(gòu)，到混合于樹脂的磁性體(粉)的間隙多樣，因此飽和點(diǎn)混雜，使飽和較為緩和平穩(wěn)。上圖右側(cè)就是相關(guān)示意圖。這是受電源電路歡迎的特性。

-也就是說非屏蔽結(jié)構(gòu)具有小型、飽和特性平穩(wěn)的優(yōu)勢(shì)。

的確如此，但也有弱點(diǎn)，或者說是應(yīng)該注意的要點(diǎn)。簡(jiǎn)單地說，沒有套管，僅通過磁性體樹脂涂覆卷線，因此可能受外部壓力或應(yīng)力影響而開裂。針對(duì)這一點(diǎn)，我公司的產(chǎn)品采取對(duì)策，將以往的樹脂變更為硬度更高的樹脂，從而提高了強(qiáng)度。

此外，樹脂與鐵芯是不同材料的組合，線膨脹系數(shù)不同，因此可能發(fā)生開裂。針對(duì)這個(gè)問題，通過使樹脂的線膨脹系數(shù)盡量接近鐵氧體來解決。

事實(shí)上采取這些對(duì)策大幅提高了強(qiáng)度，但不同制造商的提高程度是有差異的。

-接下來請(qǐng)您介紹一下疊層型功率電感。

實(shí)際上，疊層結(jié)構(gòu)的功率電感在過去被認(rèn)為是不可能的產(chǎn)品。稍微流過一點(diǎn)電流就會(huì)瞬間飽和，還有發(fā)熱相關(guān)的課題。此外，獲得大電感值也曾經(jīng)是難題。

其發(fā)展過程是，為了改善疊加特性，通過采取控制磁感線的環(huán)繞方向，使磁感線不集中的結(jié)構(gòu)，以及制作氣隙結(jié)構(gòu)等來實(shí)現(xiàn)。此外，針對(duì)發(fā)熱，實(shí)施加厚內(nèi)部電極，降低電阻值等諸多改善，使疊層型電感可用于電源電路。

其特征是，與卷線結(jié)構(gòu)相比可進(jìn)一步小型化。電感值可達(dá)數(shù)?H左右，因此適用于兆赫茲頻段的振蕩頻率較高的開關(guān)電源。移動(dòng)設(shè)備的電源等就是其應(yīng)用案例之一。