1、被 動 元 件 電感的認識與應用,西北臺慶科技股份有限公司 品保部經理 張榮泉,電感,作用在抑制電流的變化,電感亦常被稱為“交流電阻”,其抑制電流變化的功能及以磁場儲存能量的能力為電感最有用的特性,電流流經一電感時會產生磁場,而磁場的變化會在產生電流的反方向感應一電壓,這種抑制電流變化的特性被稱為電感值,由一電流變化而在電感兩端產生感應的電壓可被定義成: V = L di/dt 如此,感應電壓正比於電感值及電流變化速率.,電感種類,產品型態可區分為 傳統的繞線線圈抗流線圈（Choke Coil）、峰化線圈（Peaking Coil）、振盪線圈（Oscillatory Coil）、空心線圈（oi
2、l） 積層晶片電感,傳統線圈,抗流線圈的功能，是用來阻止比較高頻率的電流通高，而僅可使直流或比較低頻之電流通過 峰化線圈在非選擇性放大器線路中通常用來補償衰減之高頻線圈 振盪線圈於機器內部使用於發生特定頻率電路或震盪器之線圈 而空心線圈是指線圈中無導磁元件幫助磁通之導通者。,積層晶片電感,積層晶片電感，為積層形式，具磁遮蔽性，無電磁干擾的情形，而其電感性可在電路上增加高頻損失，不會影響直流及低頻訊號的功率，其主要功能為可有效扼止電路上之高頻震盪，極適合於高密度裝配之電路設計，可應用於液晶電視、筆記型電腦、行動電話、個人電腦等設備。,電 感 電 氣 特 性,(1)電感量(Inductance)L
3、阻抗值(Impedance)Z 一電路之特性,能抑制流經之電流的改變,一電感之電感值會受鐵芯之材質,鐵芯之形狀及尺寸,繞線的圈數及線圈的形狀所影響,通常用來表示一電感的電感值,電感值的單位為微亨利(H)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, ()品質因素(Quality Factor)Q電感的品質係數是量測一電感相對損失的指標，這Q值被稱為“品質係數”，它的定義為感抗（）對有效電阻（e）之比，如下所示： Q=XL/Re=2 f L/Re 理想的Q ,電 感 電 氣 特 性,(3) 直流電阻（
4、DC Resistance）電感線圈在非交流電下量得之電阻，在電感設計中，直流電阻愈小愈好，其量測單位為歐姆，通常以其最大值為標註。 (4) 定格電流（Rated Current）允許能通過一電感之連續直流電流強度，此直流電流的強度是基於在該電感在最大的額定環境溫度中的最大溫升，額定電流與一電感籍由低的直流電阻以降低繞線的能量損失的能力有關，亦與電感驅散繞線的能量損失的能力有關，因此，額定電流可藉著降低直流電阻或增加電感尺寸來提高，對低頻的電流波形，其均方根電流值可以用來代體直流額定電流，額定電流與電感的磁特性並無關連。,電 感 電 氣 特 性,(5) SRF自我共振頻率 (SELF-RESO
5、NANT FREQUENCY)指一頻率，在此頻率下，一電感之分佈電容值與電感值產生共振，此時電感值與電容值相等而相互抵消掉。電感在自我共振頻率顯現出具高阻抗值的純粹阻抗性，分佈電容是由於所繞的線圈相互重及於鐵芯周圍所產生，此電容是平行於電感，當頻率高於自我共振頻率時，此平行結合之容抗會主導元件的特性，而且，此電感之品質係數於自我共振頻率時會為零，因此時之感抗等於，自我共振頻率以MHz作標記，且在產品的資料表內以最小值登錄。(亦參閱分佈電容值),專有名辭解釋,EMC (Electromagnetic Compatibility)電磁相容性 系統在原應設置的場地處,執行運作時,不致受週遭環境影響,
6、而導致性能劣化或產生誤動作 EMS (Electromagnetic Susceptibility)電磁耐受性 電子設備承受外來電磁波干擾的能力 EMI (Electromagnetic Interference)電磁波干擾 電子設備外放電磁波干擾其他電子設備之情形,雜訊的形成與干擾,干擾途徑,A.放射性干擾以主動元件散發為主及自然界擾動 B.傳導性干擾導線對導線干擾接地對接地阻抗干擾機殼對機殼的干擾機殼對傳導線的干擾其他因素 C.電源高週波干擾輻射性共模干擾(相位差異干擾)輻射性異模干擾(相位差異干擾)電力線與電源系統的干擾,電源系與信號系對策元件的分類,EMI防治元件 L與C之比較,Noise對策步驟,Noise對策種類,特性曲線圖,消除雜訊之應用,產品構造,經電磁誘導作用產生磁束的到之電感性:L=4 ue N2 Ae/le 導磁率(ue) 導線所纏繞圈數(N) 磁芯截面積(Ae) 有效磁路長度(le),鐵氧磁體材料特性,結構尖晶石結構(Spinel Structure) 絕緣要求導電率須大於105-cm, 直流特性要求高飽和磁束密度(Bs),以避免磁飽合.,內電極材料特性,內部電極之影響元件之電感值,Q值及直流電阻等特性 電流傳導度,耐氧化性及成本之考量以銀和含鈀之銀鈀 合金為最佳 鐵氧磁體共燒之擴散問題銀之熔點為961,所以共燒溫度最好在900以下,
