五篇文章深入了解电感，你足够了解吗？
电感的高频模型怎么来的？
为什么叫高频模型呢？
为什么叫高频模型呢，难道在低频时是不成立的吗？当然不是的。仅仅只是因为在低频的时候，我们可以把电感当作理想的，因为其分布电容的影响是可以忽略的。而我们需要知道的是，即使我们在低频率使用时，也用高频模型来分析，我们得到的结果也和不使用高频模型时基本是一样的。而一件事情，如果能更简单的描述，必然不会选用更复杂的。
就比如在低速的世界，我们使用牛顿定律完全没问题，而不需要将爱因斯坦相对论加进去，当然，如果你不嫌麻烦，非要考虑相对论效应，那也没问题。而在高速的世界，我们不得不考虑相对论效应，因为其影响已经很大了。同样的，在高频率的时候，我们也不得不考虑电感的分布电容的影响，于是不得不拿出我们电感的高频模型。
电感高频模型
电感的高频模型也很简单，首先它是电感，肯定有电感量L，然后导线有一定的阻值，必然存在R，同时，电容的本质就是两个导体并排放着，中间填上绝缘介质，就构成了电容。那么线圈与线圈之间距离很近，也会存在寄生电容C。
但是问题来了，它为什么是这样的组合呢？而不是右边这两种呢？
我们假定有均匀绕制的电感线圈，我们采用微分的办法，因为线圈宏观上看，它是一根导线构成，那么可以看成由无数的△R，△L串联构成构成，是连续的。同时，每一个微分单元本身是一段导线，那么微分单元与单元之间就相当于是电容的两个极板，即存在电容分量△C。所以，每一个微分单元可以看作是电感△L与电阻△R串联，然后一起同电容△C并联构成。无数这样微小的单元串联在一起，然后我们再简化一下，就构成了我们常见的电感的高频模型。
模型的作用
尽管我们实际使用的电感结构有各种各样的，但是原理都差不多，基本都可以用这个模型来等效……
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电感的Q值知多少
电感Q值，也是电感的基本参数之一。不过在DCDC电路设计中，我们很少去考虑它，厂家一般也不会标注。那么电感的Q值到底是什么意思呢？我们什么时候要考虑呢？
还有这几个问题：
①为什么DC-DC电路设计中，为了降低发热，一般只考虑DCR，而不考虑电感Q值呢？
②功率电感的Q值曲线是怎么样的？
③电感的Q值在自谐振频率处是最大的吗？
④电感的Q值是越大越好吗？
电感的Q值定义
电感的Q值也叫作品质因数，其为无功功率除以有功功率。简单理解的话，就是在一个信号周期内，无功功率为电感存储的能量，有功功率为电感消耗的能量。
因此，电感Q值主要衡量的是损耗情况。为什么这么说呢？
理想电感本身是不能消耗能量的，而实际的电感是有损耗的。电感在一个充放电周期内，储存并释放的能量为无功能量，而因为这个过程额外损耗的能量就是有功能量，损耗的能量主要作为热量耗散。而两者的比值就是电感的Q值。所以电感的Q值越高，损耗越小。
电感一般使用频率远小于其自谐振频率，因此寄生电容可以忽略，此时无功功率主要由电感产生，所以Q等于wL除以Rs。
需要注意的是，这里的Rs并不是电感的直流导通电阻Rdc，它包含了电感的所有损耗，我们可以称之为等效串联总电阻。
总电阻Rs包括这几个分量：电感线圈的直流导通电阻Rdc；磁芯材料磁滞损耗和涡流损耗；趋肤效应造成的损耗（不同频率的损耗电阻Rac不同）。
实际上，Q值的提高往往受到一些因素的限制，如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁芯和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。因此，线圈的Q值不可能做得很高，通常Q值为几十至一百。
功率电感为什么不考虑Q值
从前面Q值的定义看出，Q值越小，损耗越高，而DCDC中电感选型我们从来没有说要考虑电感Q值，而仅仅只考虑DCR，这是为什么呢？
在BUCK电路中，负载所获得的能量都是经过电感，而电感电流可以看作是直流Idc上面叠加交流Iac，所以从电感输送过去的能量可以看作是两部分。一部分是直流电，一部分是交流电。
能量等于功率乘以时间，所以一个时间周期传输的能量大小分别对应图中的面积大小。
Buck电路设计中，一般交流电流Iac的峰峰值为电感平均电流的30%左右，因此，我们可以得到，直流电能量占总传递能量的85%，而交流能量占15%。
尽管我们一般并不知道功率电感的Q值是多少，但是电感在开关频率处的Q值总不会小于10。而即使我们让Q等于10来计算，交流电流来的损耗也不过1.5%左右。事实上，我上村田官网查询了功率电感的Q值，在1Mhz处，Q值基本在15-40之间，因此交流能量带来的损耗应该是千分之几，是比较小的。正是因为如此，我们在DCDC电路中，一般不用去考虑电感的Q值，因为它的影响比较小。
与此同时，电感的直流电传递了85%的能量给了负载，而其损耗主要由直流导通电阻DCR决定，因此，我们在选用电感的时候，主要去看DCR参数。为了减小发热，一般选用DCR值小的……
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电感有耐压值吗？
关于电感，我在很久之前梳理过了，不过最近又学了点新东西，那就是电感的耐压值参数。
我们确实很少会关注电感两端的耐压，它也不是关键参数，那么只会有一种原因，那就是我们的使用场景中，电感耐压总是满足要求的，所以就不用考虑了。
传统绕线电感和磁封胶结构电感的磁芯材料是铁氧体（绝缘体），漆包线耐压一般是1KV，所以这些电感的耐压值是比较高的。而我们常规使用环境电感两端出现的电压一般也就几伏或者十几伏，所以耐压自然能满足要求。
但是，一体成型电感构造不一样，所以它的耐压值比较低，需要考虑。
一体成型电感耐压
一体成型电感的额定电压来源是因为所用铁粉。一体成型铁粉是在合金粉外裹了一层环氧树脂绝缘层，环氧树脂绝缘层很薄，所以一体成型电感会因加在电感两端电压过大造成铁粉耐压不足导致粉体击穿。
因为铁粉供应商不同，所以绝缘层厚度也不尽相同，同时成型压力也会损伤部分铁粉的绝缘层。因此不同的厂家的电感会有不同的额定电压工作值。
比如下面奇力新的MHCI系列，明确了电感的耐压值为30V。
还有下面的VISHY的IHLP-3232CZ-01系列，耐压值是75V。
不过更多的厂家并没有在手册中标注这个参数。所以我们在实际应用中，比如DC-DC升压或者降压压差比较大的，建议向厂家咨询下具体耐压参数，不能超标使用……
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寄生电感怎么来的？
最近在整理电感的内容，忽然就有个问题不明白了：寄生电感怎么来的呢？一段直直的导线怎么也会存在电感，不是只有线圈才能成为电感吗？
想到以前看的书，这个寄生电感的存在大家都默认是有的，貌似也没有人怀疑这个东西是真的存在吗（还是只有我没怀疑）？说到芯片，就是引脚寄生电感，走线长点，就是引线电感这些东西，说到传输线，也说有寄生电感。那么它们到底是怎么来的呢？
为了搞清这个问题，我查了一些资料，结合自己的思考，把我的想法分享给大家。
电感的定义
首先，要解决上面的问题，咱们必须得认真对待下电感的定义是什么这个问题了，这里要区别下我们用的电感这一元器件，我们想说的是电感的广义定义，不仅仅是刻意做出的器件，还包括无意中形成的电感。
上网查了一下，很多地方定义都不尽相同，先来看看百科的定义。
百度百科定义：电感是闭合回路的一种属性，是一个物理量。当电流通过线圈后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电动势来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感。
有个关键词，就是“闭合回路”，我们见过的电路，基本都是闭合的，不论是直接通过导线直连闭合，还是通过电容耦合过去形成通路。
然而，这个定义不能让我们理解一些问题。比如，我们经常说的引线电感，过孔电感等等。一段引线和过孔等，它们只是构成回路的一部分，然后我们却能通过公式计算出来它们的电感值，说明引线和过孔的电感是固定的，它与回路的其它部分没有关系。我们如何理解这种回路的局部电感呢？
局部电感、导线的电感
电流流过导线，会在导线的周围产生磁场。当导线电流变化时，这个磁场也会变化，变化的磁场会产生电场，这个电场将阻碍电流的变化，而阻碍电流变化的这种能力，就可以理解为电感，因为导线是回路的一部分，所以这部分电感称之为局部电感。
实际上前面所说的回路的总体电感，应是整个回路所有导线相加所得的结果。
本来写到这里，也差不多能扯明白寄生电感，直导线电感怎么来的。不过，我相信，你现在觉得上面这些都是理所当然的，过个两天，又一切归于0。这几句话更像是结论，并不知道是怎么来的，头脑里面也不好建立一个图像场景。
为了更为清晰的理解，于是我又多想了，而且产生了新的问题：貌似我记得麦克斯韦方程组说了，变化的磁场产生的电场是环形电场的，怎么到这了变成了沿着导线了方向了呢？麦克斯韦那是不可能错的了，上图的作者都出书了，也不至于出错吧。
为了搞清楚，我又只能去翻翻麦克斯韦方程组了，这个方程组说实话，看了好多遍，看了忘，忘了看，不过好在，多看几次，在似懂非懂的道路上，向懂的方向不断进步。
这里主要用到麦克斯韦方程组里面，磁生电的那一个公式，方程式子我就不列了（原因你懂的）。意思就是，任意取一个曲面，如果里面通过的磁感线数量发生变化，那么会在这个曲面感生出电场。示意图如下（图片来源于：长尾科技）：
知道了这些，那么上面那个问题（产生的电场是环形电场的，怎么到这了变成了沿着导线了方向了呢）就容易明白了，理解过程如下图。
我们在通电导线上面和下面对称选两个面，假如电流在曲面1产生的磁场向上，那么在曲面2产生的磁场方向就是向下的，两者是相反的。如果电流减小，那么磁场B会减小，产生的环形电场如黄色线圈，两个曲面的磁场方向不同，所以产生的环形电场是一个顺时针，一个逆时针。两个环形电场在导线上的叠加，电场方向就是沿导线向右的，也说明了此时是阻止电流变小的。
总得来说，一段导线上如果有电流变化，那么会自己产生感应电动势阻止电流的变化，这不就是电感么……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-6076.html
共模电感在EMC中的应用
无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限制和测量方法（等同于国际标准CISPR25）用于考查汽车及其零部件产生的各种电磁骚扰对车内无线接收机的骚扰程序，并对骚扰以限制形式加以限制。
辐射类骚扰通常分为RE（Radio Emission）-辐射骚扰测试，CCE(Current Conducted Emission)-电流法传导骚扰测试，VCE-电压法传导骚扰测试，今天我们要讨论的CCE测试，CCE测试目的是测量EUT电源线束和信号线束对外的连续骚扰，试验过程在电波暗室中进行。
我们知道EMC整改分为干扰源，干扰路径，被干扰源。对于辐射类问题，最主要是确认干扰源和干扰路径，确认了干扰源，可以通过展频，跳频（频率切换，避开测试严重的频段，特别是对于DCDC电源），RC吸收电路，法拉第屏蔽笼等方法处理，确认了干扰路径，可以从“堵”或者“疏”的角度处理，“堵”包括信号线/电源线选择性串联电阻，磁珠，电感等元器件，容性耦合和感性耦合的可考虑增加干扰源和耦合路径的距离，减小有效面积，改变板材介电常数，对外辐射的可以考虑选用屏蔽罩等处理办法。
下面以一篇实例说明。
车载产品在进行CCE测试时，发现50mm和750mm处，27.12MHz测试超标12db，如图1所示：
针对该问题：
1.可以将产品和线束一分为二看待，之所以要这样处理，是因为一分为二后，如果判断来源于线束传导辐射，可以快速选用磁珠，电感和共模电感进行应对（暂抛开物料成本），如果线束端处理不效果不明显，可进一步考虑产品端的，确认干扰源，干扰路径后处理。判断干扰来自哪些线束，测试样品CCE共有四根线束，电源，GND和CANH，CANL。我们将线束分成两组，电源和GND一组，CANH和CANL一组，测试结果如下图2和图3所示……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-6099.html
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