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电感降额和选型规范

        通常元器件有一个最佳降额范围,在此范围内,元器件工作应力的降低对其失效率的下降有显著的改善,设备的设计易于实现,且不必在设备的质量,体积,成本方面付出大的代价,应按设备可靠性要求,设计的成熟性,维修费用和难易程度,安全性要求,以及对设备质量和尺寸的限制等因素,综合权衡确定其降额等级。
        在最佳降额范围内推荐采用3个降额等级
(1)Ⅰ级降额,最大的降额,对元器件使用可靠性的改善最大,超过它的更大降额通常对元器件可靠性的提高有限,且可能使设备设计难以实现,1级降额适用于下述情况:设备的失
效将导致人员伤亡或装备与保障设施的严重破坏:对设备有高可靠性要求,且采用新技术,新工艺的
设计:由于费用和技术原因,设备失效后无法或不宜维修:系统对设备的尺寸,质量有苛的限制
(2)Ⅱ级降额Ⅱ级降额是中等降额,对元器件使用可靠性有明显改善,Ⅱ级降额在设计上较Ⅰ
级降额易于实现,Ⅱ级降额适用于下述情况:设备的失效将可能引起装备与保障设施的损坏;有高可靠性要求,且采用了某些专门的设计;需支付较高的维修费用
(3)Ⅲ级降额。Ⅲ级降额是最小的降额,对元器件使用可靠性改善的相对效益最大,但可靠性改
善的绝对效果不如I级降额和Ⅱ级降额。Ⅲ级降额在设计上最易实现,Ⅲ级降额适用于下述情况:
设备失效不会造成人员伤亡和设施的破坏:设备采用成熟的标准设计。

15电感选型规范
        选用电感时需要注意额定电流,电感量和Q值变化,额定工作温度,设计格量,极限和边缘规格安装等方面的因素
(1)额定电流。电感长期工作温升不超过30℃(表面贴装型)或40℃(插装型)。保证电感量在应用范围内,电感的工作电流需要降额使用。
(2)电感量和Q值变化。电感在实际工作时的电感量与标称电感量一般是有差异的,主要原因除
电流过大外,还受工作频率,温度和湿度的影响。
①实际工作率与标称电感的测试频率不同。由于实际电感是有损耗的,因此感值随着频率变化而变化,电感精度也随着频率变化而变化,因此,选择电感应该注意实际应用频率时的电感量,远离自谐振频率。同样,Q值的大小也是针对频率而言的。
②温度和湿度等环境因素变化时,线圈的电感和品质因数等参数会随之变化,因此,环境条件差的情况下要采用温度稳定性好和有防潮措施的电感。
(3)额定工作温度,各种型号的电感都有额定的环境工作温度范围,在实际使用中不仅不能超过规定的环境工作温度,还需要满足降额标准。
(4)设计裕量,由于电感的各种参数都是在特定频率,电流等环境条件下定义的,考虑到器件的
离散性及布板因素和环境因素等,在设计时,器件的Q值,电感精度都应留有一定的裕量。
(5)极限和边缘规格,对于标准产品,不建议选用各分类器件的极限和边缘规格。
(6)安装,小电流电感优选表面贴装电感,尤其是高频电感,表面贴装电感不仅生产效率高,体
积小,且分布电容小,可靠性高,对器件密度高的单板尤其有利。

前文讲述了选用电感时需要注意的因素,接下来按电感类型讲述各类电感的应用注意事项。

(1)插装固定差模电感。
在高频电路应用中,应注意介质损耗;选用优质骨架减少介质损耗,如高频瓷,聚苯乙烯等:对于超高频(100MHz以上)应用,不能使用铁氧体磁芯,只能采用空芯线圈。
2电感额定电流要正确选用,以防电感饱和及线圈过热。一般要求工作电流(有效值)不超过厂家给定的额定电流,自设计产品时,要求工作电流下电感长期工作产生的温升不超过40℃,电感量下
降在应用允许范围内。功率型器件工作时最高温度不超过110℃,建议尖峰电流不超过额定电流的
80%。

3电感工作时自身最高温度不要超过额定温度,自行设计的功率电感自身温度不要超过110℃。需要注意的是,有些厂家产品的”工作温度“是指器件的自身温度,而不是环境温度。
④当需要采用屏蔽罩时,用铜或铝可以减少损耗
根据实际经验,电源滤波电感选择10uH时有最佳效果,电感量太高会造成过冲
6功率电感线包层间应有绝缘带防匝间短路,漆包线用绝缘强度高的QA-2线,要浸漆处理。
多引牌插装电感应有1脚方向标记,以防生产安装出错
8设计非标电感请考虑安规认证

(2)固定表面贴装差模电感
①电感额定电流要正确选用,以防电感饱和及线圈过热。一般要求工作电流不超过厂家额定电流,如超额使用,要求电感产生的温升不超过30℃,电感量下降在应用允许范围内。
2电感工作最高温度不要超过额定温度,电流超额使用时,器件自身温度不超过材料额定温度。
③电感值和精度等随着频率变化而变化,对于精度要求高的电感,要注意应用频率与标称电感测试频率的差别。
④根据实际经验,电源滤波电感选择10uH时有最佳效果,电感量太高会造成过冲。
5.非磁芯线绕型电感(陶瓷骨架)LQN21A和LQW1608A系列具有小尺寸,高SRF、高Q值、大电流等优点,可以选用。

6一般来说,叠层型电感比普通绕线型电感抗干扰能力、耐热能力强,铸模绕线型电感抗湿能力、耐热能力很强。

(3)可变电感和空芯线圈
①用于微调的线圈如果点胶固定不好,在产品运输或长期工作中就会出现电感漂移。
②固定胶的材料对电感的性能有影响,会增加电容和损耗
③采用直径小的导线,增加间距离可以减小器件的分布电容
④空芯线圈的额定电流经验公式:如果铜线电流小于28A,则按10A/mm*mm来取:如果铜线电流大于120A,则按5A/mm²来取


(4)共模电感
①绕组电压不要超出额定电压,要求工作电流下电感长期工作产生的温升不超过30℃或40℃。
2电感最高工作温度不要超过额定温度
③高频时建议用低磁导率的磁芯,可以降低损耗
4线圈绕制密度尽量低,否则器件的电容会增加,加大信号之间的耦合干扰,影响滤波效果


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