A - C 空 芯 電 感 Air Core Inductors ( 參 閱 陶 瓷 磁 芯 和 酚 醛 樹 脂 磁 芯 ) (see Ceramic Core and Phenolic Core) 環 境 溫 度 Ambient Temperature 直 接 接 觸 元 件 或 電 路 四 周 的 靜 止 空 氣 的 溫 度 一 般 量 測 環 境 溫 度 的 方 法 是 是 在 距 離 元 件 或 者 電 路 1/2 英 寸 的 位 置, 測 量 這 個 位 置 的 溫 度 線 軸 式 磁 芯 線 圈 Bobbin Core 形 狀 為 捲 軸 或 捲 筒 形 並 帶 有 凸 緣 的 磁 芯 線 軸 式 磁 芯 線 圈 分 有 引 線 或 無 引 線 兩 種, 亦 都 可 製 作 軸 向 及 立 式 形 狀, ( 參 考 軸 向 電 感 和 立 式 電 感 ) Axial Leaded 衰 減 Attenuation 在 特 定 的 條 件 下, 信 號 強 度 的 損 失 數 值 在 測 量 電 壓 電 流 和 功 率 時 常 常 遇 到 測 量 衰 減 一 般 是 用 分 貝 來 表 示 衰 減 量 對 於 功 率,dB = 10 Log10 (P1 / P2); 對 於 電 流,dB = 20 Log10 (I1 / I2); 對 於 電 壓,dB = 20 Log10 (V1 / V2) 軸 向 電 感 ( 軸 向 引 線 電 感 ) Axial Inductor 軸 向 引 線 電 感 由 兩 端 帶 引 線 的 磁 芯 所 構 成 軸 向 電 感 使 用 於 電 源 及 射 頻 產 品 的 應 用, 且 有 多 種 材 質 可 供 選 擇, 如 酚 醛 樹 脂, 鐵 氧 磁 體, 鐵 粉 外 形 有 棒 狀 及 線 軸 狀 軸 向 電 感, 很 適 合 編 帶 捲 裝 方 式 以 供 自 動 插 件 ( 參 考 電 感 ) Axial Leaded Inductor Radial Leaded 升 壓 穩 壓 器 ( 直 流 - 直 流 ) Boost Regulator (DC-DC) 基 本 的 DC-DC 開 關 穩 壓 器 電 路, 是 將 未 經 穩 壓 的 輸 入 電 壓, 轉 換 成 一 個 數 值 較 高 己 經 穩 壓 的 輸 出 電 壓 這 個 較 高 的 輸 出 電 壓, 是 通 過 輸 入 端 的 一 個 電 感 對 輸 入 電 壓, 進 行 充 能 並 經 由 一 個 併 聯 的 開 關 ( 電 晶 體 ) 的 開 和 關 轉 換 後 輸 出 V in - L Q D C V out - Simplified Boost Regulator http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw 01 of 10
降 壓 穩 壓 器 ( 直 流 - 直 流 ) Buck Regulator (DC-DC) 基 本 的 DC-DC 轉 換 器 電 路, 是 將 未 經 穩 壓 的 輸 入 電 壓, 在 輸 出 端 產 生 數 值 較 低 穩 壓 了 的 輸 出 電 壓 這 個 輸 出 電 壓, 是 通 過 一 個 串 聯 的 開 關 ( 電 晶 體 ) 對 輸 入 電 壓 進 行 限 幅 而 將 形 成 的 脈 衝, 加 到 起 平 均 作 用 的 電 感 器 和 電 容 器 的 電 路 上 V in Q D L C V out 閉 合 磁 路 Closed Magnetic Path 在 設 計 磁 芯 時, 它 的 形 狀 是 設 計 成 把 激 磁 繞 組 產 生 的 所 有 磁 通 量 都 包 含 在 其 中 此 形 狀 的 電 感 皆 可 被 認 為 是 蔽 磁 電 感, 具 有 閉 合 磁 路 的 一 般 磁 芯 形 狀 有 環 形 磁 芯 E 型 磁 芯 及 大 部 分 的 POT 型 磁 芯 屏 蔽 的 線 軸 磁 芯 能 提 供 高 程 度 的 蔽 磁 性 能, 在 大 部 分 實 際 的 應 用 上 亦 被 視 為 具 有 閉 合 磁 路 一 般 被 認 為 有 開 放 磁 路 的 磁 芯 形 狀 有 棒 狀 磁 芯 及 無 屏 蔽 之 線 軸 磁 芯 ( 參 閱 屏 蔽 式 電 感 ) - - Simplified Buck Regulator 線 圈 Coils 為 電 感 常 用 的 另 一 名 稱 ( 參 閱 電 感 ) 陶 瓷 磁 芯 Ceramic Cores 陶 瓷 是 一 種 用 於 製 做 電 感 磁 芯 的 常 見 的 材 料 它 的 主 要 功 能 是 提 供 支 撐 线 圈 的 結 構 在 有 些 设 计 上 它 的 结 构 也 便 於 引 腳 定 位 陶 瓷 具 有 非 常 低 的 熱 膨 脹 係 數, 這 使 得 在 操 作 溫 度 的 範 圍 內, 電 感 有 較 好 的 感 值 穩 定 性 陶 瓷 並 不 具 磁 性, 因 此 並 不 會 增 加 導 磁 率, 陶 瓷 線 圈 電 感 通 常 歸 類 於 空 心 線 圈 電 感 陶 瓷 線 圈 電 感 大 都 使 用 在 要 求 低 感 量, 低 磁 芯 损 耗, 高 Q 值 ( 品 質 係 數 ) 的 高 頻 的 產 品 扼 流 線 圈 Choke ( 參 閱 高 頻 扼 流 線 圈 RF Choke) 色 碼 Color Codes 電 感 的 色 碼 是 標 準 化 的, 其 色 標 或 色 帶 代 表 電 感 的 值 及 公 差, 請 參 閱 如 何 讀 懂 德 鍵 色 環 電 感, 色 碼, 標 稱 電 感 值 共 模 雜 訊 Common-Mode Noise 在 與 接 地 相 關 之 電 路 上 發 生 的 雜 訊 或 電 氣 干 擾 銅 損 Copper Loss 電 流 流 經 線 圈 所 產 生 之 能 量 損 失, 此 能 量 損 失 等 於 電 流 大 小 的 平 方 乘 上 線 圈 的 電 阻 (I2R), 這 些 能 量 損 失 將 轉 換 成 熱 能 02 of 10 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw
磁 芯 損 耗 Core Losses 磁 芯 損 耗 是 由 於 磁 芯 材 料 中 的 交 變 磁 場 引 起 的 磁 芯 損 耗 與 頻 率 及 磁 通 量 變 化 幅 度 有 關 總 磁 芯 損 耗 包 含 三 個 分 量 : 磁 滯 損 耗, 渦 流 損 耗, 以 及 殘 餘 損 耗 對 於 不 同 材 料, 這 三 個 分 量 的 差 別 很 大 大 功 率, 高 頻 開 關 穩 壓 器 和 RF( 高 頻 ) 的 設 計 要 求 細 心 選 擇 磁 芯, 儘 量 降 低 磁 芯 損 耗, 以 便 電 感 器 具 有 優 異 的 性 能 磁 芯 飽 和 Core Saturation ( 參 閱 飽 和 電 流 Saturation Current) 居 里 溫 度 Curie Temperature 鐵 氧 體 磁 芯 失 去 磁 性 的 溫 度 當 溫 度 接 近 居 里 溫 度 時, 磁 芯 的 導 磁 率 劇 急 上 升, 引 起 電 感 量 增 加 但 是 到 了 居 里 溫 度, 導 磁 率 下 降 到 接 近 1, 導 致 電 感 量 急 遽 下 降 居 里 點 是 指 導 磁 率 下 降 到 室 溫 導 磁 率 的 10% 的 溫 度 D - G 直 流 - 直 流 轉 換 器 DC-DC Converter 把 直 流 輸 入 電 壓 轉 換 成 一 個 穩 定 的 輸 出 電 壓 的 一 種 電 路 或 者 裝 置 輸 出 電 壓 可 能 低 於 高 於 輸 入 電 壓, 或 者 與 輸 入 電 壓 相 同 開 關 型 穩 壓 器 的 直 流 - 直 流 轉 換 電 路, 通 常 需 要 電 感 器 或 者 變 壓 器 來 實 現 輸 出 電 壓 的 調 節 與 非 開 關 型 穩 壓 器 比 較, 開 關 型 直 流 - 直 流 轉 換 器 可 以 達 到 高 的 功 率 效 率 ( 參 閱 : 升 壓 穩 壓 器 或 降 壓 穩 壓 器 ) 直 流 阻 抗 DCR (DC Resistance) 電 感 線 圈 在 非 交 流 電 下 量 得 之 電 阻 值 在 電 感 設 計 中, 直 流 阻 抗 愈 小 愈 好, 其 量 測 單 位 為 歐 姆, 通 常 標 註 其 最 大 值 差 模 雜 訊 Differential-Mode Noise 亦 稱 之 正 常 模 式 雜 訊, 些 種 電 氣 干 擾 並 非 發 生 在 電 路 中 而 是 在 電 路 與 電 路 之 間 分 佈 電 容 值 Distributed Capacitance 在 電 感 的 結 構 中, 每 一 圈 的 導 線 或 導 體 都 起 電 容 器 極 板 的 作 用 其 每 圈 結 合 起 來 的 效 果, 有 如 單 一 之 電 容 值, 稱 之 分 佈 電 容 值 分 佈 電 容 是 與 電 感 器 並 聯 著 的 電 感 和 分 佈 電 容 的 並 聯 電 路 會 在 某 個 頻 率 產 生 諧 振, 這 個 頻 率 稱 作 自 諧 頻 率 (SRF) 一 個 電 感 器 的 分 佈 電 容 越 小, 它 的 自 諧 振 頻 率 就 越 高 ; 相 反, 如 果 分 佈 電 容 越 大, 它 的 自 振 頻 率 就 越 低 ( 參 閱 自 諧 頻 率 SRF) 電 磁 波 干 擾 EMI EMI 是 Electromagnetic Interference ( 電 磁 波 干 擾 ) 之 縮 寫, 不 論 它 是 什 麼 形 式, 都 是 不 需 要 的 電 能,EMI 通 常 與 NOISE ( 雜 訊 ) 一 詞 可 以 互 相 代 替 使 用 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw 03 of 10
H - L 渦 流 損 耗 Eddy Current Losses 在 電 感 器 的 磁 芯 及 繞 組 中 都 存 在 渦 流 損 耗 繞 組 ( 或 者 導 體 ) 中 的 渦 流 損 耗 有 兩 種 類 型 : 鄰 近 效 應 和 趨 膚 效 應 引 起 的 渦 流 損 耗 至 於 磁 芯 損 耗, 在 磁 場 中, 磁 力 線 四 周 的 電 場 是 由 交 變 磁 力 線 所 產 生 的, 如 果 磁 芯 材 料 存 在 導 電 性, 就 會 產 生 渦 流 渦 流 在 一 個 垂 直 於 磁 力 線 的 平 面 中 流 動, 由 於 這 個 現 象 而 造 成 損 耗 環 氧 樹 脂 塗 裝 的 電 感 Epoxy Coated Inductor 電 感 採 用 環 氧 樹 脂 塗 裝, 而 非 模 壓 成 形, 或 是 熱 縮 套 管, 或 是 採 用 開 放 式 的 結 構 環 氧 樹 脂 塗 裝 的 電 感 具 有 平 滑 的 外 觀 及 表 面 環 氧 樹 脂 層 主 要 是 作 為 絕 緣 體 常 見 於 一 些 徑 向 ( 立 式 ) 及 軸 向 型 式 的 電 感 鐵 氧 體 磁 芯 Ferrite Core 鐵 氧 磁 體 是 一 種 磁 性 材 料, 由 鐵 及 其 他 元 素 的 氧 化 物 所 構 成 的 晶 體 結 構 這 種 晶 體 結 構 是 在 高 溫 及 特 定 的 方 式, 時 間 下 將 鐵 氧 磁 體 材 料 燒 結 而 得, 其 一 般 的 組 成 為 xxfe2o4, 其 中 xx 代 表 一 種 或 好 幾 種 金 屬, 最 為 常 見 的 金 屬 組 合 為 錳 和 鋅 (MnZn) 及 鎳 和 鋅 (NiZn), 這 些 金 屬 都 很 容 易 被 磁 化 濾 波 器 Filter 一 種 電 路 者 裝 置, 它 的 作 用 是 在 一 個 給 定 的 頻 率 上, 或 者 在 一 定 範 圍 的 頻 率 內 控 制 電 能 不 同 種 類 的 被 動 元 件, 常 被 用 來 建 構 不 同 的 濾 波 器, 這 些 被 動 元 件 包 含 電 阻, 電 容, 及 電 感 阻 抗 Impedance 一 電 感 的 阻 抗 值 是 指 其 在 電 流 下 所 有 的 阻 抗 的 總 和, 包 含 了 交 流 及 直 流 的 部 份, 直 流 部 份 的 阻 抗 值 僅 僅 是 繞 線 的 直 流 電 阻, 交 流 部 份 的 阻 抗 值 則 包 括 電 感 的 電 抗 下 列 的 方 程 式 用 來 計 算 一 理 想 電 感 ( 沒 有 能 量 損 失 ) 在 一 正 弦 波 交 流 訊 號 下 的 電 抗 : Z = XL = 2πfL L 的 單 位 為 亨 利 而 f 的 單 位 為 赫 茲, 此 方 程 式 說 明 一 較 高 的 阻 抗 值 可 由 較 高 的 電 感 值 或 在 較 高 的 頻 率 下 得 到, 此 外 集 膚 效 應 及 鐵 損 亦 會 增 加 一 電 感 的 阻 抗 值 ( 參 閱 集 膚 效 應 及 磁 芯 損 耗 ) 阻 抗 分 析 儀 Impedance Analyzer 一 測 試 儀 器 能 夠 測 量 一 範 圍 之 阻 抗 參 數, 增 益 及 相 位 角, 用 於 量 測 電 感 阻 抗 分 析 儀 可 量 取 電 感 值, 品 質 係 數, 自 諧 頻 率, 插 入 損 耗, 阻 抗 值 及 電 容 值 較 之 品 質 係 數 儀, 其 操 作 是 較 為 自 動 化 的 部 份 的 阻 抗 分 析 儀 亦 有 比 Q 品 質 係 數 儀 有 較 大 的 量 測 頻 率 範 圍 增 量 電 流 Incremental Current 指 流 經 電 感 的 直 流 偏 壓 電 流, 與 沒 有 直 流 偏 壓 電 流 的 電 感 量 相 比, 這 個 電 流 會 引 起 電 感 量 下 降 5% 這 個 電 流 強 度 說 明 電 感 值 在 持 續 增 加 的 直 流 偏 壓 下 將 急 速 的 下 降 這 個 結 果 適 用 於 鐵 氧 體 磁 心, 但 不 適 用 於 粉 狀 磁 心 粉 狀 磁 芯 具 有 軟 性 的 飽 和 特 性, 意 思 是 指 在 較 高 的 直 流 偏 壓 下, 其 電 感 量 的 下 降 較 鐵 氧 磁 芯 來 的 緩 和 同 時 電 感 值 下 降 的 速 率 亦 和 鐵 芯 的 形 狀 有 關 ( 參 閱 飽 和 電 流 Saturation Current) 04 of 10 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw
電 感 量 Inductance 此 電 路 元 件 的 特 性, 能 抑 制 流 經 元 件 之 電 流 的 改 變 電 感 之 電 感 量 會 受 磁 芯 之 材 質 磁 芯 之 形 狀 及 尺 寸 繞 線 的 圈 數 及 線 圈 的 形 狀 所 影 響 電 感 器 的 電 感 量 通 常 用 微 享 (μh) 來 表 示 下 列 的 表 格 可 以 用 來 將 電 感 值 的 單 位 換 算 成 微 亨 因 此, 1 henry (H) = 10 6 μh 1 millihenry (mh) = 10 3 μh 1 microhenry (μh) = 1 μh 1 nanohenry (nh) = 10-3 μh 電 感 量 公 差 Inductance Tolerance 標 準 的 電 感 量 公 差, 通 常 以 公 差 字 母 來 表 示 標 準 的 電 感 量 公 差 表 如 下 :( 參 閱 如 何 識 別 德 鍵 色 環 電 感, 公 差, 及 標 稱 電 感 值 ) 字 母 公 差 F ±1% G ±2% H ±3% J ±5% K ±10% L ±15% M ±20% * L = ±20% 為 軍 用 產 品 輸 入 線 濾 波 器 Input Line Filter 連 接 在 一 個 電 路 輸 入 端 或 者 一 個 組 合 電 路 輸 入 端 的 電 源 濾 波 器 它 的 作 用 是 把 來 自 電 源 線 的 雜 訊 清 除 掉 濾 波 器 是 設 計 成 清 除 某 一 個 頻 帶 中 的 雜 訊 低 通 濾 波 器 是 一 種 典 型 的 輸 入 濾 波 器, 它 讓 低 頻 信 號 通 過, 例 如 直 流 電 源 ; 但 是 把 高 頻 信 號 ( 其 中 的 主 要 成 份 是 雜 訊 ) 衰 減 掉 帶 通 或 低 通 濾 波 器 通 常 由 電 感 及 電 容 搭 配 而 成 ( 參 閱 雜 訊 衰 減 電 磁 波 幹 擾 及 π 形 濾 波 器 Noise, Attenuation, EMI and PI-Filter) 電 感 器 Inductor 這 是 一 種 抑 制 電 流 變 化 的 被 動 元 件 電 感 亦 常 被 稱 為 交 流 電 阻, 其 抑 制 電 流 變 化 的 功 能 及 能 夠 儲 存 磁 場 的 能 量, 為 電 感 器 最 有 用 的 特 性 電 流 流 經 一 電 感 時 會 產 生 磁 場, 而 磁 場 的 變 化 會 感 應 出 電 壓, 它 會 阻 止 產 生 磁 場 的 電 流 的 變 化 這 種 阻 止 電 流 變 化 的 特 性 稱 作 電 感 這 種 抑 制 電 流 變 化 的 特 性 被 稱 為 電 感, 由 於 電 流 變 化 而 在 電 感 器 兩 端 感 應 出 來 的 電 壓 可 被 定 義 成 : v(t) = L \frac{di(t)}{dt} 因 此, 感 應 電 壓 正 比 於 電 感 量 及 電 流 的 變 化 率 ( 參 閱 什 麼 是 電 感 器?) Kool Mu 磁 芯 Kool Mu Core * Kool Mu 是 一 種 磁 性 材 料, 內 部 含 有 氣 隙 與 其 它 磁 性 材 料 ( 例 如 鐵 氧 體 ) 比 較, 由 在 存 在 分 佈 的 氣 隙, 磁 芯 可 以 存 儲 較 大 的 磁 能 由 於 具 有 這 樣 的 特 性, 電 感 器 可 以 流 過 更 大 的 直 流 電 流, 而 電 感 器 仍 未 飽 和 * Kool Mu 材 料 主 要 包 含 鎳 和 鐵 粉 ( 每 一 種 大 約 為 50%), 有 幾 種 導 磁 率 不 同 的 產 品 它 的 導 磁 率 高 於 粉 末 鐵 磁 材 料, 磁 芯 損 耗 也 比 較 小 * Kool Mu 是 在 高 壓 下 壓 制 而 成 的, 壓 力 比 壓 制 粉 末 鐵 磁 材 料 時 的 壓 力 高 得 多 製 造 工 藝 包 括 一 道 退 火 工 序, 消 除 粉 末 金 屬 中 的 應 力, 恢 復 所 需 要 的 磁 性 於 是, 與 粉 末 鐵 磁 材 料 相 比, 燒 結 粉 末 狀 的 鐵 粒 需 要 更 強 的 高 溫 絕 熱 性 能 * Kool Mu 在 開 關 式 電 源 中 的 性 能 很 好 成 本 則 比 粉 末 鐵 磁 材 料 高 得 多 * Kool Mu 是 已 註 冊 商 標 磁 性 材 料 公 司 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw 05 of 10
M - O 叠 片 磁 芯 Laminated Cores 把 片 狀 磁 性 材 料 即 鐵 芯 片 一 層 一 層 叠 起 來 構 成 的 鐵 芯 鐵 芯 片 可 採 用 不 同 材 料 和 不 同 厚 度 的 產 品 有 些 鐵 芯 片 的 結 晶 被 製 作 成 一 定 的 方 向, 目 的 是 降 低 磁 芯 損 耗 以 及 提 高 導 磁 率 每 個 鐵 芯 片 的 表 面 是 絕 緣 的, 通 常 是 一 層 氧 化 物 叠 片 磁 芯 用 於 某 些 電 感 器, 但 是 更 多 是 用 於 各 種 變 壓 器 絞 合 漆 包 銅 線 Litz Wire 用 互 相 絕 緣 的 若 干 股 導 線 編 排 在 一 起, 或 捆 在 一 起 的 多 股 導 線, 每 一 根 導 線 在 整 束 線 橫 截 面 上 的 位 置 都 儘 可 能 固 定 如 同 一 體 每 根 導 線 的 磁 交 鏈 值 及 電 阻 值 都 是 平 均 的, 致 使 電 流 能 平 均 的 分 流 至 每 根 導 線 換 句 話 說, 絞 合 線 比 實 芯 線 有 較 低 的 交 流 損 耗, 更 適 用 於 高 頻 產 品 ( 參 閱 集 膚 效 應 Skin Effect) 磁 導 線 Magnetic Wire 在 磁 性 元 件 ( 例 如 電 感 器 和 變 壓 器 ) 中, 用 於 產 生 磁 場 的 導 線 磁 導 線 幾 乎 全 部 是 用 銅 做 的, 並 且 必 須 是 用 純 銅 它 的 表 面 覆 蓋 一 層 有 機 聚 合 物 薄 膜 匹 配 阻 抗 Matched Impedance 指 一 個 存 在 的 條 件, 當 調 整 兩 個 耦 合 電 路 使 得 其 中 一 電 路 的 輸 出 阻 抗 與 另 一 電 路 的 輸 入 阻 抗 相 等 時 稱 之 當 他 們 的 連 接 阻 抗 相 等 時, 兩 電 路 間 的 能 量 損 失 最 低 模 壓 電 感 Molded Inductor 外 殼 以 模 壓 製 程 所 成 形 之 電 感 通 常 模 壓 製 程 包 括 射 出 及 轉 移 模 壓 兩 種, 與 其 他 型 式 之 電 感 如 環 氧 樹 脂 包 覆 的 電 感 及 伸 縮 套 管 之 電 感 比 較 起 來, 模 壓 電 感 通 常 有 很 精 確 的 外 形 尺 寸, 平 滑 的 表 面 及 尖 銳 的 邊 角 ( 參 閱 電 感 器 Inductor) 單 晶 片 電 感 器 Monolithic Inductor ( 參 閱 積 層 電 感 器 Multilayer Inductor) 積 層 電 感 器 Multilayer Inductor 此 電 感 是 採 用 壓 條 法 將 線 圈 壓 印 在 每 一 層 磁 芯 材 料 之 間 此 種 線 圈 通 常 由 裸 露 的 金 屬 材 料 製 成 ( 非 絕 緣 材 料 ) 這 種 技 術 通 常 歸 類 於 非 繞 線 式 每 層 的 螺 旋 圖 形 是 固 定 的, 增 加 層 數, 即 可 增 加 電 感 值 06 of 10 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw
MPP 磁 芯 MPP Core MPP 是 聚 合 物 合 金 粉 末 的 簡 稱 這 一 種 磁 性 材 料 具 有 按 一 定 方 式 分 佈 的 氣 隙 與 鐵 氧 體 等 其 他 磁 性 材 料 相 比, 由 於 這 種 材 料 存 在 分 佈 的 氣 隙, 磁 心 可 以 存 儲 較 大 的 磁 通 量 由 於 具 有 這 種 特 性, 流 過 電 感 器 的 直 流 電 流 可 以 比 較 大, 而 電 感 器 仍 不 會 飽 和 它 的 基 本 成 份 是 鎳 鐵 及 鉬 比 例 為 鎳 占 80%, 鉬 占 2%~ 3%, 其 餘 為 鐵 製 造 工 藝 中 有 一 個 步 驟 是 退 火, 在 Kool Mu 的 定 義 中 已 經 討 論 過 MPP 能 存 儲 較 大 數 量 的 能 量, 導 磁 率 高 於 Kool Mu 有 十 多 種 導 磁 率 的 磁 芯 供 選 擇 由 於 磁 芯 的 特 性, 電 感 器 的 性 能 較 好, 適 合 用 於 開 關 式 電 源 由 於 磁 芯 能 夠 存 儲 較 大 的 能 量, 流 過 電 感 器 直 流 電 流 可 以 更 大, 而 磁 芯 仍 不 會 飽 和 MPP 磁 芯 的 成 本 比 尺 寸 相 同 的 Kool Mu 磁 芯 粉 末 磁 芯 及 大 多 數 鐵 氧 體 磁 芯 的 成 本 高 很 多 ( 參 閱 飽 和 電 流 Saturation Current) 操 作 溫 度 範 圍 Operating Temperature Range 元 組 件 可 以 持 續 操 作 的 整 體 環 境 溫 度 範 圍, 操 作 溫 度 範 圍 不 同 於 儲 存 溫 度, 因 操 作 溫 度 範 圍 包 括 元 組 件 本 身 的 熱 功 耗, 熱 功 耗 相 當 於 銅 損, 公 式 計 算 如 下 : 功 耗 = (DCR)(I 2 dc) 最 大 操 作 溫 度 = 儲 存 溫 度 - 自 我 溫 升 功 耗 導 致 元 組 件 自 身 溫 度 高 於 環 境 溫 度 因 此, 最 大 的 操 作 溫 度 範 圍 應 低 於 最 大 的 儲 存 溫 度 ( 參 閱 鐵 損 Core Losses) 雜 訊 Noise 指 在 一 電 路 中 與 所 要 之 訊 號 無 關 之 多 餘 電 能 雜 訊 的 來 源 通 常 由 一 些 開 關 電 路 所 造 成 常 見 的 雜 訊 源 為 開 關 式 穩 壓 器 及 時 鐘 信 號, 例 如 數 位 電 路 中 的 時 鐘 信 號 歐 姆 Ohm 歐 姆 是 電 阻 值 和 阻 抗 的 量 測 單 位 電 阻 值 是 由 歐 姆 定 律 計 算 得 知 : R = V/I 其 中 R = 電 阻 值, V = 電 壓, I = 電 流 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw 07 of 10
P - Q 導 磁 率 ( 磁 芯 ) Permeability (Core) 磁 芯 的 導 磁 率 是 指 令 磁 芯 具 有 集 中 磁 通 線 的 能 力 的 特 性 磁 芯 的 材 質 及 磁 芯 的 形 狀 會 影 響 磁 芯 的 有 效 導 磁 率 對 一 個 已 知 的 磁 芯 形 狀 尺 寸 及 材 質 和 特 定 的 繞 組, 具 較 高 導 磁 率 的 磁 性 材 質 與 較 低 導 磁 率 的 材 質 比 較 起 來, 會 有 較 高 的 電 感 值 酚 醛 樹 脂 磁 芯 Phenolic Core 酚 醛 樹 脂 是 一 種 常 用 於 電 感 磁 芯 的 材 料 大 多 是 由 聚 酯 基 製 成, 具 有 很 高 的 溫 度 特 性 酚 醛 磁 芯 通 常 具 有 符 合 UL94V-0 的 燃 燒 等 級 評 級 酚 醛 磁 芯 還 具 有 極 高 的 強 度, 而 且 比 陶 瓷 磁 芯 便 宜 酚 醛 樹 脂 沒 有 磁 性, 所 以 此 種 材 料 不 會 增 加 導 磁 率 酚 醛 磁 芯 電 感 通 常 歸 類 於 空 心 線 圈 電 感, 大 都 用 於 要 求 低 感 量 低 磁 芯 損 耗 和 高 品 質 係 數 的 高 頻 產 品 聚 烯 烴 套 管 Polyolefin Tubing 一 種 電 子 業 常 用 的 收 縮 套 管 它 通 常 用 於 提 供 絕 緣 或 保 護 電 線 絕 緣, 如 線 圈 繞 組 聚 烯 烴 套 管 是 一 種 聚 合 物, 可 符 合 各 種 燃 燒 等 級 的 需 求 粉 狀 鐵 磁 芯 Powered Iron Core 粉 狀 鐵 是 一 種 磁 性 材 料, 其 內 分 佈 著 許 多 氣 隙, 與 其 他 之 磁 性 材 料 如 鐵 氧 磁 體 比 較 起 來, 此 分 散 的 氣 隙 使 得 鐵 芯 能 儲 存 較 高 的 磁 通 量, 這 種 特 性 使 得 在 電 感 達 飽 和 之 前 得 以 允 許 通 過 較 高 的 直 流 電 流 粉 狀 鐵 磁 芯 幾 乎 以 100% 鐵 製 造 鐵 粒 子 間 相 互 絕 緣, 混 入 黏 結 劑 ( 如 酚 醛 樹 脂 或 環 氧 樹 脂 ) 再 壓 製 成 最 後 的 磁 芯 形 狀, 最 後 再 以 烘 烤 製 程 固 化 其 他 一 些 粉 狀 鐵 鐵 芯 的 特 性 包 括 : 一 般 它 是 最 經 濟 的 替 代 品 且 它 的 導 磁 率 一 般 比 鐵 氧 磁 體 有 較 穩 定 的 溫 度 係 數 ( 參 閱 飽 和 電 流 Saturation Current) π 型 濾 波 器 PI-Filter 由 兩 個 並 聯 起 來 的 電 容 器 和 一 個 串 聯 著 的 電 感 器 所 組 成 的 濾 波 器 這 種 濾 波 器 在 DC-DC 轉 換 器 中 通 常 用 於 濾 除 脈 動 電 流 和 脈 動 電 壓 V in C 1 L C 2 品 質 係 數 表 Q Meter 一 個 標 準 的 儀 器 用 於 測 量 電 感 量 和 小 型 射 頻 電 感 器 的 Q 值 Q 表 是 基 於 一 個 穩 定 連 續 變 量 振 盪 器 和 諧 振 電 路 來 連 接 元 件 用 以 進 行 測 試 Q 值 是 和 通 過 內 置 的 標 定 可 變 電 容 器 的 電 壓 成 正 比 電 壓 量 測 是 經 由 一 個 內 置 的 射 頻 電 壓 表 有 效 測 試 頻 率 範 圍 為 22 khz 到 70 MHz V out - - Basic PI-Filter 08 of 10 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw
R - S 品 質 係 數 Q Factor 電 感 的 品 質 係 數 是 量 測 一 電 感 相 對 損 耗 的 指 標 這 Q 值 被 稱 為 品 質 係 數, 它 的 定 義 為 感 抗 (XL) 對 有 效 電 阻 (Re) 之 比, 如 下 所 示 : : Q = \frac{x L }{Re} = \ frac{2πfl}{re} 因 為 感 抗 及 有 效 電 阻 都 相 關 於 頻 率, 當 要 確 定 品 質 係 數 時 需 指 定 一 個 測 試 頻 率 在 低 頻 時, 感 抗 的 增 高 一 般 隨 頻 率 的 增 加 速 率 比 有 效 電 阻 來 的 大, 在 高 頻 時 掉 的 也 快 故 品 質 係 數 對 頻 率 的 關 係 形 成 一 鐘 型 的 曲 線 有 效 電 阻 主 要 由 繞 組 的 直 流 電 阻 鐵 芯 損 耗 及 集 膚 效 應 所 造 成 由 上 列 之 公 式 可 看 出 在 自 諧 頻 率 時 之 品 質 係 數 為 零, 因 為 此 時 的 電 感 值 為 零 射 頻 扼 流 線 圈 RF Choke 射 頻 電 感 的 另 一 種 名 稱, 用 以 過 濾 或 抑 制 訊 號 ( 參 閱 電 感 ) 射 頻 干 擾 RFI RFI 為 射 頻 干 擾 之 簡 稱, 為 一 較 舊 及 較 嚴 謹 的 名 詞 可 和 EMI( 電 磁 波 干 擾 ) 互 相 通 用 ( 參 閱 電 磁 波 干 擾 EMI) 徑 向 電 感, 立 式 電 感 Radial Inductor 指 一 電 感 其 引 出 導 線 位 於 磁 芯 本 體 的 同 一 側 以 安 插 至 相 同 平 面 徑 向 電 感 通 常 指 具 有 兩 引 出 導 線 之 裝 置, 但 技 術 上 亦 可 製 作 多 引 出 導 線 常 見 的 形 式 包 括 棒 形 磁 芯, 線 軸 磁 芯 及 環 形 磁 芯 ( 參 閱 電 感 Inductor) Radial Inductor Styles 脈 動 電 壓 Ripple Voltage 叠 加 在 開 關 式 電 壓 轉 換 器 輸 出 端 上 的 週 期 性 交 變 電 壓 脈 動 電 壓 通 常 用 峰 - 峰 值 來 表 示 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw 09 of 10
額 定 電 流 Rated Current 允 許 能 通 過 一 電 感 之 連 續 直 流 電 流 強 度 是 指 電 感 器 處 在 額 定 最 高 環 境 溫 度 的 環 境 中 電 感 器 溫 升 最 高 時 可 以 連 續 流 過 的 直 流 電 流 的 大 小 額 定 電 流 與 一 電 感 藉 由 低 的 直 流 電 阻 以 降 低 繞 組 的 功 耗 的 能 力 有 關 它 也 與 電 感 器 把 繞 組 的 功 耗 散 發 出 去 的 能 力 有 關 因 此, 降 低 直 流 電 阻 或 者 增 大 電 感 器 的 尺 寸 可 以 提 高 額 定 電 流 對 於 低 頻 電 流 波 形, 可 以 用 有 效 值 電 流 代 替 額 定 直 流 電 流 額 定 電 流 與 電 感 器 的 磁 性 無 關 ( 參 閱 增 量 電 流 及 飽 和 電 流 Incremental Current and Saturation Current) 電 抗 Reactance 阻 抗 的 虛 數 部 分 ( 參 閱 阻 抗 Impedance) 飽 和 電 流 Saturation Current 在 電 感 器 中 流 過 引 起 電 感 量 下 降 一 特 定 量 的 直 流 偏 置 電 流 電 感 量 下 降 的 值 是 從 直 流 電 流 為 零 時 的 電 感 量 開 始 計 算 通 常 定 義 的 電 感 值 下 降 百 分 比 有 10% 及 20% 在 儲 存 能 量 的 應 用 中, 鐵 氧 體 磁 芯 的 電 感 量 下 降 規 定 為 10% 及 粉 末 磁 芯 的 電 感 量 下 降 規 定 為 20% 因 此 直 流 偏 壓 電 流 而 致 電 感 值 下 降 的 因 素 與 磁 芯 的 磁 性 有 關 磁 心 和 磁 心 周 圍 的 空 間 只 能 存 儲 一 定 量 的 磁 能 超 出 最 大 的 磁 通 量 密 度 點 以 後, 磁 心 的 導 磁 率 會 降 低 因 此, 電 感 值 會 因 而 下 降 空 心 電 感 並 不 存 在 磁 芯 飽 和 的 問 題 ( 參 閱 增 量 電 流 及 導 磁 率 Incremental Current and Permeability) 自 諧 頻 率 SRF (Self-Resonant Frequency) 電 感 器 中 的 分 佈 電 容 與 電 感 形 成 諧 振 時 的 頻 率 此 時 電 感 的 感 抗 等 於 電 容 的 容 抗, 並 且 互 相 抵 消 電 感 在 自 諧 頻 率 點 時, 顯 現 出 具 高 阻 抗 值 的 純 電 阻 狀 態 分 佈 電 容 是 由 於 各 層 線 圈 一 層 層 叠 著 並 且 是 繞 在 磁 心 上 而 形 成 的 此 電 容 是 併 聯 於 電 感 當 頻 率 高 於 自 諧 頻 率 時, 此 併 聯 之 容 抗 會 主 導 元 件 的 特 性 而 且, 此 電 感 之 品 質 係 數 於 自 諧 頻 率 時 會 為 零, 因 此 時 之 感 抗 等 於 零 自 諧 頻 率 以 MHz 標 示, 且 在 產 品 的 資 料 表 內 以 最 小 值 登 載 ( 參 閱 分 佈 電 容 值 Distributed Capacitance) 蔽 磁 電 感 器 Shielded Inductor 其 磁 芯 設 計 成 能 抑 制 絕 大 部 份 之 磁 場 的 電 感 有 些 電 感 設 計 成 能 自 我 屏 蔽, 如 像 環 形 POT 形 及 E 形 的 磁 性 磁 芯 形 狀 皆 是 磁 性 磁 芯 的 形 狀, 像 是 棒 狀 磁 芯 及 線 軸 形 需 搭 配 磁 性 套 管 或 類 似 的 方 法 來 製 作 蔽 磁 電 感 器 要 特 別 指 出 的 是 所 謂 磁 遮 蔽 只 是 程 度 上 的 不 同 些 許 百 分 比 的 磁 場 仍 會 逸 出 磁 芯 材 料 此 情 況 甚 至 於 造 成 環 形 磁 芯 低 導 磁 率 的 環 形 磁 芯 的 邊 緣 磁 場, 高 於 高 導 磁 率 的 環 形 磁 芯 ( 參 閱 封 閉 磁 路 Closed Magnetic Path) 儲 存 溫 度 範 圍 Storage Temperature Range 元 件 可 以 安 全 地 儲 存 的 環 境 溫 度 範 圍 ( 參 閱 操 作 溫 度 範 圍 Operating Temperature Range) 08 of 10 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw
集 膚 效 應 Skin Effect 集 膚 效 應 是 指 交 流 電 流 較 頃 向 於 在 導 體 的 表 面 傳 導 而 不 是 在 導 體 的 整 個 橫 截 面 上 均 勻 地 流 動 此 現 象 會 造 成 導 體 的 電 阻 提 高 導 體 中 的 電 流 產 生 的 磁 場 會 在 導 體 的 中 間 產 生 渦 流, 它 與 導 體 中 間 原 來 的 電 流 方 向 是 相 反 的 隨 著 頻 率 的 升 高, 主 電 流 被 迫 靠 近 導 體 的 表 面 流 動 ( 參 閱 絞 合 漆 包 銅 線 Litz Wire) 棒 狀 磁 芯 Slug Core 指 具 圓 柱 體 外 形 的 磁 芯 棒 狀 磁 芯 通 常 指 沒 有 導 線 的 磁 芯, 但 軸 向 有 導 線 的 棒 狀 磁 芯 亦 很 常 見 無 導 線 的 棒 狀 磁 芯 通 常 用 於 電 源 濾 波 的 應 用 比 起 其 他 形 狀 的 磁 芯, 棒 狀 磁 芯 因 將 絕 大 部 份 之 磁 能 儲 存 在 磁 芯 附 近 的 空 間, 故 其 具 有 較 高 的 磁 通 密 度 ( 參 閱 軸 向 電 感 器 及 徑 向 電 感 器 Axial Inductors and Radial Inductors) 開 關 頻 率 / 切 換 頻 率 Switching Frequency 把 輸 入 到 開 關 型 穩 壓 器 的 直 流 輸 入 電 壓 接 通 和 切 斷 的 頻 率 T - Z 帶 狀 金 屬 繞 制 的 磁 芯, 帶 繞 磁 芯 Tape Wound Cores 把 帶 狀 合 金 做 成 環 形 的 磁 芯 金 屬 帶 的 厚 度 被 精 確 地 控 制 著, 外 面 塗 一 層 很 薄 的 絕 緣 材 料, 防 止 各 層 的 金 屬 接 觸 磁 芯 成 品 外 表 塗 敷 一 層 保 護 層, 保 護 各 層 的 金 屬 塗 層 可 使 用 多 種 混 合 材 料 帶 繞 磁 芯 能 夠 儲 存 大 量 的 能 量, 導 磁 磁 率 很 高 主 要 的 的 缺 點 是, 與 其 他 類 型 的 磁 芯 相 比, 它 們 比 較 貴 ( 參 閱 環 形 電 感 器 Toroidal Inductor) 溫 升 Temperature Rise 由 於 功 耗 引 而 起 元 件 表 面 溫 度 的 升 高 電 感 器 的 功 耗 包 括 銅 損 和 磁 芯 損 耗 環 形 電 感 Toroidal Inductor 一 電 感 其 繞 線 纏 繞 於 一 環 狀 的 磁 芯 上 環 形 鐵 芯 有 多 種 材 質 可 供 選 擇, 基 本 上 有 四 類 : 鐵 氧 磁 體 粉 狀 鐵 高 磁 通 合 金 及 帶 繞 磁 芯 環 型 電 感 的 特 性 包 括 : 自 屏 蔽 ( 閉 合 磁 路 ) 高 效 率 的 能 量 轉 換 線 圈 間 的 耦 合 性 能 優 良 及 快 速 飽 和 開 關 式 穩 壓 器 Switching Regulator 在 輸 入 電 壓 變 化 時, 用 閉 路 控 制 回 路 的 方 法 來 調 節 輸 出 電 壓 而 設 計 的 一 種 電 路 最 常 見 的 開 關 式 穩 壓 器 中 包 含 磁 性 元 件, 例 如 電 感 器 或 者 變 壓 器 它 們 用 於 儲 存 能 量, 並 通 過 電 流 的 通 及 斷 把 能 量 傳 送 到 輸 出 端 ( 參 閱 升 壓 穩 壓 器 及 降 壓 穩 壓 器 Boost Regulator and Buck Regulator) Surface Mount Through Hole http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw 09 of 10
測 試 頻 率 Test Frequency 用 以 測 量 一 電 感 之 電 感 值 或 品 質 係 數 或 兩 者 之 頻 率 工 業 上 常 使 用 的 測 試 頻 率 包 括 : COMMON TEST FREQUENCIES TEST FREQUENCY INDUCTOR/VALUE MEASURED 1 KHz Power Inductors (Wide Value Range) 0.079 MHz RF Inductors (above 10 000 μh to 100 000 μh) 0.250 MHz RF Inductors (above 1000 μh to 10 000 μh) 0.790 MHz RF Inductors (above 100 μh to 1000 μh) 2.5 MHz RF Inductors (above 10 μh to 100 μh) 7.9 MHz RF Inductors (above 1 μh to 10 μh) 25 MHz RF Inductors (above 0.10 μh to 1 μh) 50 MHz RF Inductors (0.01 μh to 0.1 μh) 大 部 分 的 這 些 測 試 頻 率 是 依 軍 規 所 定 制 的 然 而 有 些 測 試 頻 率 仍 和 軍 規 有 些 抵 觸 現 今 的 趨 勢 是 依 用 戶 所 使 用 的 頻 率 作 為 測 試 頻 率, 特 別 是 對 低 感 值 的 電 感 這 些 使 用 頻 率 並 不 符 合 上 列 的 表 單 內 的 頻 率 伏 特 微 秒 常 數 Volt Microsecond Constant 加 在 繞 組 兩 端 的 電 壓 與 磁 化 電 流 達 到 電 流 波 形 幅 度 1.5 倍 的 時 間, 兩 者 的 乘 積 這 個 常 數 表 示 變 壓 器 或 者 電 感 器 處 理 能 量 的 能 力 這 個 常 數 與 磁 芯 的 面 積 磁 芯 材 料 匝 數 以 及 加 在 它 上 面 的 脈 衝 工 作 周 期 有 關 容 積 電 阻 率 ( 磁 芯 ) Volume Resistivity (Core) 磁 芯 阻 擋 在 材 料 內 部 還 是 在 表 面 流 動 的 電 流 的 能 力 容 積 電 阻 率 的 單 位 是 Ohm-cm 在 設 計 電 感 器 時, 引 出 線 / 端 子 與 磁 芯 材 料 連 接 處, 磁 心 容 積 電 阻 率 是 一 個 問 題 屬 於 這 種 類 型 的, 用 環 氧 樹 脂 固 定 引 出 線 在 磁 芯 上 的 有 軸 向 電 感 器 和 環 形 電 感 器 在 磁 芯 材 料 方 面, 高 導 磁 率 鐵 氧 體 最 受 人 關 注, 因 為 它 的 容 積 電 阻 率 一 般 是 最 低 的 在 某 些 情 況 下, 如 果 引 線 連 接 到 的 是 低 電 阻 率 磁 芯, 在 電 感 器 兩 個 端 子 之 間 的 通 路 阻 抗 可 以 很 低 在 這 種 情 況 下, 電 感 器 會 失 去 高 阻 抗 的 特 性 返 回 首 頁 - 08 of 10 http://www.token.com.tw/ rfq token.com.tw