功率电感和普通电感的区别主要表现在哪方面？

功率电感和普通电感的区别主要表现在哪方面？

功率电感

功率电感分为两类：一类是信号系统中使用的射频电感，另一类是电力系统中使用的功率电感。 具有低直流阻抗Rdc、高Q值、大电流等特点。 接下来我们主要分享开关电源中使用的功率电感。

开关电源功率电感使用时关注的主要参数如下（参数具体含义及分析请参考上一章“电感原理”）：

电感L：电感器的标称电感值。 由于分布电容的存在，电感量会随着频率的变化而变化； 功率电感的精度一般为M（±20%）或N（±30%）。 ; 直流电阻DCR：指产品电极间使用的漆包线的总直流电阻； 饱和电流Isat：是指当电感继续通过直流电流时，电感的电感会减小，一般为电感减小30%时的电流值规格； 温升电流Irms：指当电感器持续通过直流电流时，电感器表面的温度会上升。 一般规格按升温40℃时的电流值设定； SRF：是指由于电感器的温升与电感器本身分布电容的相互作用导致电感器在一定频率下达到谐振。 功率电感要求在自谐振频率（SRF的1/10）以下使用。 1.功率电感器类型

从可穿戴设备、智能手机等移动设备到医疗、工业电器、汽车设备，不同的电源（电压、电流等）要求需要不同类型的电感器。

金属合金绕线型（一体成型）电感器：采用线绕、热压成型的金属磁粉涂覆树脂制成的电感器。 与铁氧体材料相比，金属磁性材料的磁导率较低，但具有优异的直流叠加特性（较大的磁饱和强度），是适合大电流的磁芯材料。 一体式电感器具有非常好的磁屏蔽性能和非常小的漏磁。 适用于对磁场干扰敏感的电路（模拟信号、高速信号等）。

——一体式磁芯内部的金属磁粉是通过绝缘树脂材料包裹而绝缘的，因此磁粉之间存在间隙，类似于磁芯内气隙的作用（对于气隙的具体作用请参考《电感原理》章节）。 铁氧体绕线电感：将导线以螺旋状缠绕在铁氧体磁芯的外侧。 铜线涂有磁性树脂。 树脂涂层的目的是减少漏磁，提高电感磁通的获取效率和强度。 铁氧体具有较高的磁导率，适用于高电感的领域。 铁氧体多层电感：包括铁氧体材料技术、内电极形成技术、电路设计技术、叠层技术； 依靠磁路间隙形成技术抑制磁饱和，实现优异的直流叠加特性。 在需要小型化、薄型化的领域实现产品线。

如下图所示，铁氧体绕线型电感器和金属合金绕线型（一体成型）电感器根据电感器屏蔽等级的不同可分为以下类型：非屏蔽电感器、带磁屏蔽的电感器电感器、树脂涂层屏蔽电感器、一体式电感器。

——这四种电感是开关电源电路设计中最常用的，需要根据实际需要慎重选择。

2. 集成电感

一体式（金属合金绕线型）电感器的基体和绕线体嵌入金属磁粉并压铸而成。 绕线体的引脚直接形成在基体表面（SMD引脚）； 如下左图所示，一体式电感比传统电感漏磁更小； 电感为SMD结构，使用方便，不易损坏。 集成电感的优点如下：

采用铁粉成型制成，同等封装下散热性能更好，更容易实现大额定电流；

——压铸生产工艺更适合批量自动化生产。 不易产生磁饱和，具有优良的直流叠加特性； 比磁封结构、磁屏蔽、积层贴片电感具有更好的磁屏蔽效果，如右上图； 它具有良好的温度特性。 温度对金属磁性材料的磁导率影响不大，如下图所示。

相同尺寸和L值的一体式电感在开关电源中损耗更小，效率更高； 与铁氧体多层型的测试结果相比，约为3%。如下图

虽然集成电感有很多优点，是大功率开关电源设计中的最佳选择，但它也有缺点：

由于磁芯材料为铁粉合金，在长期高温高湿环境下比较容易生锈； 磁芯材料由铁粉包裹绝缘树脂组成，在高压下可能会击穿包裹铁粉的绝缘层。 ，因此一体式电感器有额定工作电压要求。

——一体式电感需要注意电感规格中的最大工作电压要求，避免电感在实际应用中出现过压击穿失效。

3. 绕线电感工艺流程

绕线电感一般由：骨架、绕组、屏蔽壳、封装材料、磁芯等组成。

骨架：一般指缠绕线圈的支架。 通常由塑料、电木或陶瓷制成，可根据实际需要制成不同的形状。 绕组：具有指定功能的一组线圈，可以是单层或多层。

1、单层：密绕和互绕两种形式； 电感不大（300uH），分布电容大，电压高易击穿，Q值和稳定性差。

磁芯：一般由镍锌铁氧体或锰锌铁氧体等材料制成，形状有“I”形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状； 铁芯主要由硅钢片、坡莫合金等组成，大部分呈“E”形。 屏蔽层：用于防止某些电感产生的磁场影响其他电路和元件的正常工作。 使用屏蔽层的电感会增加线圈的损耗并降低Q值。 封装材料：绕制部分电感后，用封装材料对线圈和磁芯进行密封； 封装材料为塑料或环氧树脂。

4、一体成型电感工艺流程