电感元件设计规范0A_0606 1129
电感元件设计规范
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索引与目录
1 目的4
2电磁学基本概念及公式 (4)
2.1 基本概念 (4)
2.2 基本公式 (4)
3磁元件的基本特性 (5)
3.1 磁滞效应（Hysteresis Effect）： (5)
3.2 霍尔效应（Hall Effect）： (5)
3.3 临近效应（Proximity Effect） (5)
3.4 磁材料的饱和 (6)
3.5 磁芯损耗 (6)
4电感磁芯的分类及特点 (7)
4.1 磁芯材料的分类及其特点 (7)
4.1.1 铁氧体（Ferrite） (7)
4.1.2 硅钢片（Silicon Steel） (7)
4.1.3 铁镍合金（又称坡莫合金或MPP） (8)
4.1.4 铁粉芯（Iron Powder） (8)
4.1.5 铁硅铝粉芯（又称Sendust或Kool Mu） (8)
4.2 磁芯的外形分类： (8)
4.3 电感的结构组成 (9)
4.3.1 环型电感 (9)
4.3.2 EE型电感/变压器 (10)
4.4 电感的主要类型： (10)
4.5 电感磁芯主要参数说明 (10)
5电感在UPS中的应用 (11)
6电感设计的原则 (14)
6.1 原则一：电感不饱和（感值下降不超出合理范围） (14)
6.2 原则二：电感损耗导致的温升在允许的范围内（考虑使用寿命） (17)
6.3 原则三：电感的工艺要求可以达成 (19)
7设计步骤 (21)
8附录 (22)
8.1 设计范例 (22)
8.2 MicroMetals厂商提供的应用文档 (22)
1 目的
磁性元件的设计是开关电源设计中的重点和难点，究其原因是磁性元件属非标准件，其 设计时需考虑的设计参数众多，工艺问题也较为突出，分布参数复杂。为帮助硬件工程 师尽快了解磁性元件，优化设计并减少设计中的错误，特制定此规范。
2 电磁学基本概念及公式
2.1 基本概念
1） 磁通：穿过磁路的磁力线的总数，以Ф表示，单位韦伯（Wb ）。 2） 磁通密度（磁感应强度）：垂直于磁力线的方向上单位面积的磁通量，以B 表示，单位高斯（Gauss ）或特斯拉（T ），1 T=104 Gauss 。 3） 磁场强度：单位磁极在磁场中的磁力，以H 表示，单位安[培]每米（A/m ）或奥斯特（Oe ），1 Oe=103/4π A/m 。 4） 磁导率：磁通密度与磁场强度之比，以μ表示，实际使用中通常指相对于真空的磁导率，真空中的磁导率μ0 =4π×10-7 H/m 。
5） 磁体：磁导率远大于μ0 的物质，如铁，镍，钴及其合金或氧化物等。
6） 居里温度点：磁体在温度升高时，其磁导率下降，当温度高到某一点时，磁性基本消失，此温度称为居里温度点。
7） 磁势：建立磁通所需之外力，以F 表示。
8） 自感：磁通变化率与电流变化率之比称自感，以L 表示。
9） 互感：由于A 线圈电流变化而引起B 线圈磁通变化的现象，B 线圈的磁通变化率与A 线圈的电流变化率之比称为A 线圈对B 线圈的互感，以M 表示。
2.2 基本公式
法拉第电磁感应定律：
穿过闭合回路的磁通发生变化，回路中会产生感应电流。如果回路不闭合，无感应电流，但感应电动势依然存在，感应电动势的大小：
磁场中的磁体存储的能量为：
为磁场中磁体的体积其中V BHV W m 2
1
=
d e N dt φ
=为等效磁路长度
其中磁场强度为铁窗面积其中磁通密度磁通磁势磁导率l l NI H A A B R
F NI F H B / / / / =====φφμ图2.1 环形铁心的铁窗
面积与磁路长度示意图
电学与磁学的对偶关系表：
3磁元件的基本特性
3.1 磁滞效应（Hysteresis Effect）：
磁化过程中，磁通密度B的变化较磁化力F的变化迟缓的现象称为磁滞。
3.2 霍尔效应（Hall Effect）：
流过电流的导体穿过磁场时，在导体两端产生感应电势的现象，称为霍尔效应。
3.3 临近效应（Proximity Effect）
流过电流的导线会产生磁场，相邻的导线在相互的磁场（也可以是外加磁场）作用下会产生电流挤到导体一边的现象成为临近效应。相邻层的导线若电流方向相同，电流会往外侧挤，相邻层的导线若电流方向相反，电流会往外内侧挤，如下图所示。临近
R
磁阻
R
电阻
F＝ΦR
洛伦兹定律
ε＝I R
欧姆定律
H
磁场强度
E
电场强度
B
磁通密度
J
电流密度
μ
磁导率
γ
电阻率
Φ
磁通
I
电流
F
磁通势
ε
电动势
磁路
电路
图3.1 磁滞曲线图
表2.1 磁滞曲线图
图3.2 霍尔效应示意图
效应会导致导体的利用率下降，铜损增加（与趋肤效应类似）。
3.4 磁材料的饱和随着磁性材料中的磁场强度增加，其磁通密度也增大，但当磁场强度大
到一定程度时，其磁通不再增加(见图3.1磁滞回线的Bs)，这称为磁饱和。
3.5 磁芯损耗
磁芯损耗主要由磁滞损耗和涡流损耗组成。
单位体积内的磁滞损耗正比与磁场交变的频率f 和磁滞回线的面积。
涡流损耗是指当通过磁芯的磁通交变时，会在磁芯中感应电势，该电势进而在磁芯中产生电流，从而产生损耗，它与磁芯材料的电阻率有关，与频率f 也有关。
4
电感磁芯的分类及特点
4.1 磁芯材料的分类及其特点
4.1.1 铁氧体（Ferrite ）
以Fe 2O 3为主成分的亚铁磁性氧化物，有Mn-Zn 、Cu-Zn 、Ni-Zn 等几类，其中Mn-Zn 最为常用。
优点：成型容易，成本低，电阻率高，高频损耗较小。 缺点：饱和磁通较低（4000~5000高斯） ，居里温度点较低。
多适于10K －500KHz 频率，较低功率的应用。常用作高频变压器，小功率的储能电感等。高磁导率的铁氧体也常用作EMI 共模电感。常用的材质有TDK 公司的PC40，TOKIN 公司的BH2，Siemens 公司的N67，Philips 公司的3C90等。
4.1.2 硅钢片（Silicon Steel ）
在纯铁中加入少量的硅（一般在4.5%以下）形成的铁硅系合金
软磁材料
合金类
粉芯类
硅钢片
铁镍合金 MPP
晶态合金
非晶态合金
铁基非晶钴基非晶铁镍基非晶纳米晶
铁粉芯
铁硅铝粉芯KooL Mu
High Flux MPP 粉芯铁氧体
Mn-Zn
Ni-Nn
优点：易于生产，成本低，饱和磁通较高（约12000高斯）。
缺点：电阻率低，高频涡流损耗大。
一般使用频率不大于400Hz，在低频、大功率下最为适用。常用做电力变压器，低
频电感，CT等。常用材质有新日铁公司的取向硅钢Z11（35Z155）。
4.1.3 铁镍合金（又称坡莫合金或MPP）
坡莫合金常指铁镍系合金，镍含量在30~90%范围内。
优点：磁导率很高，损耗很低，高频性能好
缺点：成本高
由于成本过高，目前公司内未使用。
4.1.4 铁粉芯（Iron Powder）
铁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料，存在分散气隙
（效果类似与铁磁材料开气隙）。常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构
成。
优点：磁导率随频率的变化较为稳定，随直流电流的变化也相对稳定，成本较低。
缺点：磁导率低，高频下损耗高，有高温老化问题。
因其直流电流叠加性能好，常用于工频或直流中叠加高频成份的滤波和储能电感，如PFC电感，INV电感，BUCK电路的储能电感。常用材质为MircoMetals公司
的-8、-26、-34、-35系列。
4.1.5 铁硅铝粉芯（又称Sendust或Kool Mu）
构成：由约9%Al, 5%Si, 85%Fe 粉构成。
优点：损耗较低，性价比较优。
缺点：价格比铁粉芯略高。
其直流电流叠加性能较好，损耗较铁粉芯低，可代替铁粉芯作为UPS中PFC的电
感和逆变器的输出滤波电感。常用材质为Magnetics公司的Kool Mu系列，以及
Arnold公司的Sendust（Super-MSS）系列。
4.2 磁芯的外形分类：
上图磁芯的组合便可形成完整的Core 。
常用Core 的外形有：EE 、EI 、ETD 、DR 、TOROID
4.3 电感的结构组成
4.3.1 环型电感
TOROID CORE
DR CORE
I CORE
粘着树脂（Epoxy ） 线圈（Coil ） 磁芯（Core ）
基座（Base ）
电气引脚（Pin ）
引脚（通常做固定用）
图4.1 磁芯外形图
注：磁芯表面必须有覆盖层（Coating ）或用绝缘Tape 缠绕以做绝缘，未Coating 的磁芯一般呈灰黑色。
4.3.2 EE 型电感/变压器
4.4 电感的主要类型：
4.5 电感磁芯主要参数说明
铁窗面积A e ：铁芯的有效横截面积
EMI 共模电感 储能电感
穿线磁珠
磁芯（Core ）
线圈（Coil ）
线圈骨架（Bobbin ）
Margin Tape
Tape
Bobbin Wall
线圈（Coil ）
图4.2 环形电感结构图
图4.3 EE 型电感/变压器图结构图
图4.4 EE 型电感/变压器图剖面图
图4.5 电感主要类型图
铜窗面积A w ：可利用的绕线横截面积
绕线系数 K w ：实际有效绕线横截面积与可利用的绕线横截面积之比
等效磁路长度l ：磁芯的等效磁路径长度
电感系数A L ：2N
L
A L ，这个系数表现的是同一个铁芯的感值与圈数的关系，可见对于确定
的铁芯，感值与圈数的平方成正比。
磁芯损耗（铁损）P core loss ： 线圈损耗（铜损）P coil loss ：
5
电感在UPS 中的应用
A w
A e
A e A w
l
l
AC Power1BAT+
BAT-
Neutral O/P.L
AC Power2O/P.N
+
+
DC-DC 部分 逆变部分
BOOST 电感
INV 电感
图5.1在线式大机常用整机拓扑——BOOST+3LEVEL BRIDGE
图4.6 磁芯参数示意图
以上四个主要拓扑所用的电感均为储能或滤波电感，其中电流是直流或低频电流（50Hz ）与高频电流（开关频率）的叠加。
图5.2在线式小机常用PFC 拓扑——Vienna BOOST
图5.3在线式小机常用DC-DC 拓扑——PUSH-PULL
~AC
L
D1
D2
D3
D4
D+
D-
C1
C2
Q
+BUS
-BUS
A
B
PFC 电感
×
×
×
×
120VDC
Q1
Q2
+BUS
-BUS
D1
D2
D3D4
NP
NP
NS
NS
L1
L2
+
+
DC-DC 电感
图5.4在线式大机常用CHGR 拓扑——BUCK
Q102
D102
C303
L101
Bus+
N P
N
+
BUCK 电感
R
图5.5常用三相输入EMI滤波器电路
EMI共模电感为一种特殊结构的电感，其一般串在市电输入或UPS输出端，输入零火线同时绕入并且圈数相等。当流经电感的零火线的电流之和为零时（差模电流），电感由于磁通抵消的原因不表现出感性（此时与导线无异），当流经电感的零火线的电流不为零时（共模电流），电感表现出感性以抑制共模干扰信号。
6
电感设计的原则
6.1 原则一：电感不饱和（感值下降不超出合理范围）
由磁滞回线图可以看出，H 加大时，B 值也同时增加，但H 加大到一定程度后，B 值的增加就变得越来越缓慢，直至B 值不再变化(u 值越来越小，直至为零)，这时磁性材料便饱和了。通常电路中使用的电感都不希望电感饱和（特殊应用除外），其工作曲线应在饱和曲线以内，Hdc 称为直流磁场强度或直流工作点。
对于储能滤波电感，由于需要承受一定的直流电流（低频电流相对与高频开关电流也可视为直流），也就是存在直流工作点Hdc 不为零。磁芯需加气隙才能承受较大的直流磁通，如下图，所以该类电感通常选用铁粉芯做磁芯（有分散气隙）。
H
B ?
?
ΔB
ΔH
H dc
饱和曲线
工作曲线
加气隙后磁滞曲线变化
图6.1磁芯在直流工作点下的磁滞回线
图6.2磁芯加气隙对磁滞回线的影响图
由于磁芯加了分布气隙，其饱和过程就不是一个突变而是一个渐变的过程，所以电感的不饱和问题就转化为电感感值在直流量下的合理下降问题。
对于PFC 、BOOST 、BUCK 以及DC-DC 电感，电感的取值通常由设计要求最大纹波电流（Ripple Current ）来决定（通常设计指标是最大纹波电流百分比percent Ripple I _）。 其中，对于BUCK 和DC-DC 电感，其直流工作点（I A VG ）相对恒定，如图
avg
percent Ripple I I I max
_?=
m ax I ?是纹波电流峰峰值 max
min I Fsw D
V L Inductor ???=
这是在最大直流工作点时，所需的电感最小感值
电感初始感值与最大直流工作点下感值的关系
%min dc Initial L L μ?=
其中%dc μ与dc H （ /l NI H AVG dc =）直接相关，只要计算出dc H ，%dc μ可从磁芯厂商提供的图表或计算公式得到。通常，无论如何设计，在最大直流工作点处，%dc μ都不应低于初始磁导率的30％，否则将导致感值摆动太大而对控制器产生不利影响。 对于PFC 、BOOST 电感，其直流工作点是50Hz/60Hz 的工频信号，并不固定，如下
I avg
△I
图6.3铁粉芯的磁导率与直流磁场强度关系图
图6.4 BUCK&DC-DC 电感的电流波形图
图。
此时，最大纹波电流百分比percent Ripple I _定义为最大纹波电流与额定输入电压下的电感电流峰值之比。
avg
peak percent Ripple I I I _max _?=
注意，BOOST 拓扑的最大纹波电流发生在输入瞬时电压为BUS 电压一半处，此时占空比为0.5。
max
max min 4121I Fsw V I Fsw D V L bus
bus ??=???=
%min dc Initial L L μ?=，注意，此处的直流工作点是输入瞬时电压为BUS 电压一半时对
应的输入瞬时电流。
同时，在最恶劣条件的最大直流工作点下（低压满载输入电流的峰值），%dc μ也都不应低于初始磁导率的30％。
对于INV 电感，电感的取值通常看控制器能否可靠限流来决定。
由于INV 电感需承受RCD 等非线性冲击负载，所以UPS 通常有波峰因数比大于3：1的要求，考虑实际逆变限流会稍大于3:1，通常取到4：1，所以，INV 电感的最大直流工作点可以设为4:1（4倍于额定负载下的电感电流有效值）。当然，若波峰因数规格要求改变，需要做相应调整。
最大直流工作点下，%dc μ不应低于初始磁导率的30％，否则很可能造成限流不可靠而损坏INV 开关管。
感值确定后，选择恰当的磁芯，查规格可得其A L 值，用以下公式就可算出匝数。
L
A L
N =
I peak_avg
图6.4 PFC&BOOST 电感的电流波形图
6.2 原则二：电感损耗导致的温升在允许的范围内（考虑使用寿命）
电感主要由磁芯、线圈组成，所以其温度要求也由这两方面的限制构成。
磁芯（Core ）：
储能电感的磁芯有铁粉芯、铁硅铝粉芯、铁氧体等构成，目前使用最多的是铁粉芯。铁粉芯存在高温老化导致失效的问题，其失效机理可解释如下：铁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成，绝缘介质通常是高分子聚合物－树脂类构成，其在高温下绝缘性能会慢慢劣化，铁磁材料间的电阻会越来越小，从而磁芯的涡流损耗越来越大，大的损耗导致更高的温升，这样便形成了正反馈，这称为热跑脱效应（Thermal Run away ）。铁粉芯磁芯的寿命便是由热跑脱效应决定的，其与温度、工作频率和磁通密度都有关系。目前公司使用较多的MicroMetals 公司的铁粉芯存在上述问题。但也需提醒的是，如绝缘介质无高温劣化问题，磁芯便不会有热跑脱效应，这与各公司的使用的材料和工艺有关，并不绝对。
磁芯的温升与磁芯损耗直接相关，如前所述，磁芯损耗主要由磁滞损耗和涡流损耗构成，对于粉芯类磁芯，由于磁材料间绝缘阻抗很大，涡流损耗几乎可以忽略不计（但热跑脱效应是由于涡流损耗越来越大引起）。磁滞损耗只与频率和交流磁通密度B ?（磁滞回线面积）有关，与其直流工作点磁通密度dc B 关系不大，以下公式是MicroMetals 公司铁粉芯磁芯损耗计算的经验公式：
2265
.13.233_)/(B df B c B b B a f
cm mW P loss core +++=
其中f 为开关工作频率，B （单位Gauss ）为一个开关周期内交流磁通密度的峰值，其为个开关周期内交流磁通密度峰峰值的一半（B B 2=?）。d c b a ,,,为常数，与材质有关，常用材质常数见下表。 Materials a b c d
-8 1.9×10e9 2.0×10e8 9.0×10e5 2.5×10e-14 -26 1.0×10e9 1.1×10e8 1.9×10e6 1.9×10e-13 -34 1.1×10e9 3.3×10e7 2.5×10e6 7.7×10e-14 -35 3.7×10e8
2.2×10e7
2.2×10e6
1.×10e-13
对于BUCK 和DC-DC 电感，稳态工作时，脉宽也基本稳定，所以B 值很容易确定。但对于PFC 、BOOST 和INV 电感，其脉宽一直是变动的，B 值也一直是变动的，所以在一个工频周期内的瞬时损耗也是不定的，这时的损耗应以一个工频周期的平均值
avg loss core P __来衡量。
我们知道最大电流纹波发生在输入（或输出）是输出（或输入）电压一半的时候得到，其实此时也是瞬时交流磁通密度达到最大的时候，称之为peak B ，所以此时的瞬时损耗
也达到最大。经过理论计算与实践检验，发现最恶劣条件下
peak
loss
core
P
_
_
与
avg
loss
core
P
_
_
有如下关系：
BOOST拓扑：
avg
loss
core
P
_
_
＝0.7×
peak
loss
core
P
_
_
INV部分：
avg
loss
core
P
_
_
＝K×
peak
loss
core
P
_
_
其中K与电路拓扑以及输出电压调制比（
BUS
pp
o
V
V
2
_）有关。下图是半桥和全桥逆变拓扑的电压调整率与K的关系。
公司目前BUS电压介于340V~400V间，所以电压调整率介于0.7~0.9间，由图可看出K介于0.35~0.6范围。
线圈（Coil）：
线圈的损耗是电流在导线电阻上产生的。电感中导线的电流通常包含工频或直流成分的低频电流和开关频率的高频电流。
其电流有效值为
HF
rms
LF
rms
rms
I
I
I
_
_
+
=
为简化计算，当最大纹波电流小于20％时，可基本忽略其影响，
LF
rms
rms
I
I
_
=，当最
大纹波电流大于20％时，需计算此电流的有效值
HF
rms
LF
rms
rms
I
I
I
_
_
+
=。同时，当最大纹波电流大于20％时，需考虑导线的趋肤效应的影响，否则，可以忽略。
导线的损耗与电流密度J有直接的关系，通常电流密度都会在感值与绕线系数间折中。
在自然冷却条件下：J通常取（2～3 A/mm2）
在风冷条件下：J通常取（4～9 A/mm2）
图6.4平均功率与峰值功率比和电压调整率关系图
磁损与铜损的比例：
磁芯的材料（除硅钢片较好外）通常是热的不良导体，热阻较高，而铜线是热的良导体，热阻很小。再加上通常用的环形磁芯都是线圈包住铁芯（内铁式）。因此线圈上的热量可以较磁芯上的热量更好地散发出去。为保证铁芯温度可以受控制，
最低要求 %40≤coil core P P 较佳的设计 %30≈coil
core P P
电感允许的温度在《元器件温升设计参考规范》中已有定义。
6.3 原则三：电感的工艺要求可以达成
电感理论设计完成后，就需要考虑工程实现的问题了。 需考虑的工艺问题有： 1、电感线圈是否可绕得下
这个问题也是就电感铜窗利用率（有效绕线系数）的问题。
W
cu
cu A A K =
其中cu A 是有效导体面积，W A 是磁芯的铜窗面积 对于大多数磁芯，绕线系数要求
最低要求 %45≤cu K 较佳的设计 %40≈cu K 这样的磁芯利用率最高
2、线圈的绕法
电感线圈的绕法主要有循环式、往复式、渐进式三种。
循环式绕法是导线一直沿同一个方向绕制，多层导线之间相互叠压。 优点：可机器自动绕制，绕线系数高。
缺点：绕线起始端与结束端几乎没有间距，层间压差大，高压应用时易导致因压差过高而导线绝缘失效。
往复式绕法是导线绕完一层后反方向再绕下一层后，多层导线之间相互叠压。起始端与结束端有间距分开。
循环式绕法 往复式绕法 渐进式绕法
灰色表示有导线区域
白色表示无导线区域
优点：可机器自动绕制；起始端与结束端有间距分开，可部分解决压差大导致的导线绝缘失效问题。
缺点：绕线起始端与结束端有间距分开，绕线系数不高。
渐进式绕法是导线由起始端沿一个方向绕到结束端，导线不分层。
优点：导线间压差小，绕线起始端与结束端有间距分开，适合高压应用。
缺点：需手工绕制，效率低，成本高；绕线零乱，绕线系数低。
实际应用时，需根据电感工作的电压来决定选用何种绕法，但由于渐进式绕法的效率低、成本高，非不得已不要选用。
3、误差的确定
由于磁芯材料的磁参数均有较大的分布误差，批次不同或厂商不同则差异可能更大，通常为±15％～25％，所以设计时需考虑在参数偏差时所造成的影响。
电子元器件基本常识-电感
电子元器件基本常识——电感部分（全） 发表于 2007-8-10 13:27:34电感 3.1 电感基础知识 电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律－－－磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。 总之，当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势，称为“自感电动势”。 由此可见，电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。 简单的说电感线圈就是由导线一圈*一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。用L表示，单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH)， 1H=10^3mH=10^6uH。 3.2 电感的分类： 按电感形式分类：固定电感、可变电感。 按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。 按绕线结构分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。 按工作频率分类：高频线圈、低频线圈。 按结构特点分类：磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等 3.3 电感线圈的主要特性参数 电感量L：电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。除专门的电感线圈（色码电感）外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。 感抗XL： 电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL
华为PCB设计规范
华为设计规范 （)：印刷电路板。 原理图：电路原理图，用原理图设计工具绘制的、表达硬件电路中各种器件之间的连接关系的图。 网络表：由原理图设计工具自动生成的、表达元器件电气连接关系的文本文件，一般包含元器件封装、网络列表和属性定义等组成部分。 布局：设计过程中，按照设计要求，把元器件放置到板上的过程。深圳市华为技术有限公司1999-07-30批准，1999-08-30实施。 仿真：在器件的或支持下，利用设计工具对的布局、布线效果进行仿真分析，从而在单板的物理实现之前发现设计中存在的问题、时序问题和信号完整性问题，并找出适当的解决方案。深圳市华为技术有限公司1999-07-30批准，1999-08-30实施。 . 目的 . 本规范归定了我司设计的流程和设计原则，主要目的是为设计者提供必须遵循的规则和约定。 . 提高设计质量和设计效率。 提高的可生产性、可测试、可维护性。 . 设计任务受理 . 设计申请流程 当硬件项目人员需要进行设计时，须在《设计投板申请表》中提出投板申请，并经其项目经理和计划处批准后，流程状态到达指定的设计部门审批，此时硬件项目人员须准备好以下资料：
⒈经过评审的，完全正确的原理图，包括纸面文件和电子件； ⒉带有元件编码的正式的； ⒊结构图，应标明外形尺寸、安装孔大小及定位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布线区等相关尺寸； ⒋对于新器件，即无编码的器件，需要提供封装资料； 以上资料经指定的设计部门审批合格并指定设计者后方可开始设计。 . 理解设计要求并制定设计计划 . 仔细审读原理图，理解电路的工作条件。如模拟电路的工作频率，数字电路的工作速度等与布线要求相关的要素。理解电路的基本功能、在系统中的作用等相关问题。 . 在与原理图设计者充分交流的基础上，确认板上的关键网络，如电源、时钟、高速总线等，了解其布线要求。理解板上的高速器件及其布线要求。 . 根据《硬件原理图设计规范》的要求，对原理图进行规范性审查。 . 对于原理图中不符合硬件原理图设计规范的地方，要明确指出，并积极协助原理图设计者进行修改。 . 在与原理图设计者交流的基础上制定出单板的设计计划，填写设计记录表，计划要包含设计过程中原理图输入、布局完成、布线完成、信号完整性分析、光绘完成等关键检查点的时间要求。设计计划应由设计者和原理图设计者双方签字认可。 . 必要时，设计计划应征得上级主管的批准。 . 设计过程 . 创建网络表
电感主要参数介绍
电感主要参数介绍 除固定电感器和部分阻流圈为通用元件（只要规格相同，各种电子整机上均可使用）外，其余的均为电视机、收音机等专用元件。专用元件一般都是一个型号对应一种机型（代用除外），购买及使用时应以元件型号为主要依据，具体参数大都不需考虑，若需了解，可查相应产品手册或有关资料，这里不可能一一示例。下面谈谈固定电感器及阻流圈的主要参数及识别。 1．电感量L 电感量L也称作自感系数，是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通（即通过某一面积的磁力线数）发生变化时，线圈中便会产生电势，这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势，电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。当线圈中通过变化的电流时，线圈产生的磁通也要变化，磁通掠过线圈，线圈两端便产生感应电势，这便是自感应现象。自感电势的方向总是阻止电流变化的，犹如线圈具有惯性，这种电磁惯性的大小就用电感量L来表示。L 的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关，采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯，可以较小的匝数得到较大的电感量。L的基本单位为H（亨），实际用得较多的单位为mH（毫亨）和IxH（微亨），三者的换算关系如下：1μH—103→1mH—103→1H。 2．感抗XL 感抗XL在电感元件参数表上一般查不到，但它与电感量、电感元件的分类品质因数Q等参数密切相关，在分析电路中也经常需要用到，故这里专门作些介绍。前已述及，由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化，故线圈对交流电有阻力作用，阻力大小就用感抗XL来表示。XL与线圈电感量L和交流电频率f成正比，计算公式为：XL （Ω）=2лf（Hz）L（H）。不难看出，线圈通过低频电流时XL小。通过直流电时XL为零，仅线圈的直流电阻起阻力作用，因电阻：—般很小，所以近似短路。通过高频电流时XL大，若L也大，则近似开路。线圈的此种特性正好与电容相反，所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤波器，以及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。 3．品质因数Q 这是表示电感线圈品质的参数，亦称作Q值或优值。线圈在一定频率的交流电压下工作时，其感抗XL和等效损耗电阻之比即为Q值，表达式如下：Q=2лL/R。由此可见，线圈的感抗越大，损耗电阻越小，其Q值就越高。值得注意的是，损耗电阻在频率f较低时可视作基本上以线圈直流电阻为主；当f较高时，因线圈骨架及浸渍物的介质损耗、铁芯及屏蔽罩损耗、导线高频趋肤效应损耗等影响较明显，R就应包括各种损耗在内的等效损耗电阻，不能仅计直流电阻。 Q的数值大都在几十至几百。Q值越高，电路的损耗越小，效率越高，但Q值提高到一定程度后便会受到种种因素限制，而且许多电路对线圈Q值也没有很高的要求，所以具体决定Q 值应视电路要求而定。 4．直流电阻
电感元件设计规范
1 电磁学基本概念及公式 (2) 1.1 基本概念 (2) 1.2 基本公式 (2) 2 磁元件的基本特性 (3) 2.1 磁滞效应（H YSTERESIS E FFECT）： (3) 2.2 霍尔效应（H ALL E FFECT）： (3) 2.3 临近效应（P ROXIMITY E FFECT） (3) 2.4 磁材料的饱和 (4) 2.5 磁芯损耗 (4) 3 电感磁芯的分类及特点 (5) 3.1 磁芯材料的分类及其特点 (5) 3.1.1 铁氧体（Ferrite） (5) 3.1.2 硅钢片（Silicon Steel） (6) 3.1.3 铁镍合金（又称坡莫合金或MPP） (6) 3.1.4 铁粉芯（Iron Powder） (6) 3.1.5 铁硅铝粉芯（又称Sendust或Kool Mu） (6) 3.2 磁芯的外形分类： (6) 3.3 电感的结构组成 (7) 3.3.1 环型电感 (7) 3.3.2 EE型电感/变压器 (8) 3.4 电感的主要类型： (8) 3.5 电感磁芯主要参数说明 (9) 4 电感在UPS中的应用 (9) 5 电感设计的原则 (12) 5.1 原则一：电感不饱和（感值下降不超出合理范围） (12) 5.2 原则二：电感损耗导致的温升在允许的范围内（考虑使用寿命） (15) 5.3 原则三：电感的工艺要求可以达成 (17) 6 电感设计规范表 (18)
目的 磁性元件的设计是开关电源设计中的重点和难点，究其原因是磁性元 件属非标准件，其设计时需考虑的设计参数众多，工艺问题也较为突出，分布参数复杂。为帮助硬件工程师尽快了解磁性元件，优化设计并减少设计中的错误，特制定此规范。 1 电磁学基本概念及公式 1.1 基本概念 1） 磁通：穿过磁路的磁力线的总数，以Ф表示，单位韦伯（Wb ）。 2） 磁通密度（磁感应强度）：垂直于磁力线的方向上单位面积的磁通量， 以B 表示，单位高斯（Gauss ）或特斯拉（T ），1 T=104 Gauss 。 3） 磁场强度：单位磁极在磁场中的磁力，以H 表示，单位安[培]每米（A/m ）或奥斯特（Oe ），1 Oe=103/4π A/m 。 4） 磁导率：磁通密度与磁场强度之比，以μ表示，实际使用中通常指相对于真空的磁导率，真空中的磁导率μ0 =4π×10-7 H/m 。 5） 磁体：磁导率远大于μ0 的物质，如铁，镍，钴及其合金或氧化物等。 6） 居里温度点：磁体在温度升高时，其磁导率下降，当温度高到某一点时，磁性基本消失，此温度称为居里温度点。 7） 磁势：建立磁通所需之外力，以F 表示。 8） 自感：磁通变化率与电流变化率之比称自感，以L 表示。 9） 互感：由于A 线圈电流变化而引起B 线圈磁通变化的现象，B 线圈的磁通变化率与A 线圈的电流变化率之比称为A 线圈对B 线圈的互感，以M 表示。 1.2 基本公式 法拉第电磁感应定律： 穿过闭合回路的磁通发生变化，回路中会产生感应电流。如果回路不闭合，无感应电流，但感应电动势依然存在，感应电动势的大小： 磁场中的磁体存储的能量为： 为磁场中磁体的体积其中V BHV W m 2 1 = 电学与磁学的对偶关系表： d e N dt φ =为等效磁路长度 其中磁场强度为铁窗面积其中磁通密度磁通磁势磁导率l l NI H A A B R F NI F H B / / / / =====φφμ图2.1 环形铁心的铁窗 面积与磁路长度示意图
电路基本元件R,C,L(电阻,电容,电感) 介绍
电路基本元件R,C,L(电阻,电容,电感)介绍 1．电阻元件 电阻是表征电路中电能消耗的理想元件。一个电阻器有电流通过后，若只考虑它的热效应，忽略它的磁效应，即成为一个理想电阻元件。电阻元件的图形符号如图1-16所示。图中电压和电流都用小写字母表示，表示它们可以是任意波形的电压和电流。图1-16中，u和i 的参考方向相同，根据欧姆定律得出 即电阻元件上的电压和与通过的电流成线性关系，两者的比值是一个大于零的常数，称为这一部分电路的电阻，单位是欧姆(Ω)。 在直流电路中，电阻的电压与电流的乘积即为电功率，单位是瓦(W)。 在t时间内消耗的电能为W=Pt。 W的单位是焦[耳](J)，工程上电能的计量单位为千瓦?小时(kW?h)，1千瓦?小时即1度电，1度电与焦的换算关系为1kW?h=3.6×106J。这些电能或变成热能散失于周围的空间，或转换成其他形态的能量作有用功了。因此，电阻消耗电能的过程是不可逆的能量转换过程。 2．电容元件 电容是用来表征电路中电场能储存这一物理性质的理想元件。图1-17是一电容器，当电路中有电容器存在时，电容器极板(由绝缘材料隔开的两个金属导体)上会聚集起等量异号电荷。电压u越高，聚集的电荷q就越多，产生的电场越强，储存的电场能就越多。q与u的比值为C＝q/u。C称为电容。式中，q的单位为库[仑](C)；u的单位为伏[特](V)；C的单位为法[拉](F)。由于法[拉]的单位太大，工程上多用微法( F)或皮法(pF)，它们的换算关系为 1F=10-6pF，1pF=10-12F。 当极板上的电荷量q或电压u发生变化时，在电路中就要引起电流流过。其大小为 (1-5) 上式是在u和i的参考方向相同的情况下得出的，否则要加负号。
贴片电感主要参数详解 电感器规格
贴片电感主要参数详解电感器规格 除固定电感器和部分阻流圈为通用元件（只要规格相同，各种电子整机上均可使用）外，其余的均为电视机、收音机等专用元件。专用元件一般都是一个型号对应一种机型（代用除外），购买及使用时应以元件型号为主要依据，具体参数大都不需考虑，若需了解，可查相应产品手册或有关资料，这里不可能一一示例。下面谈谈固定电感器及阻流圈的主要参数及识别。 1．电感量L 电感量L也称作自感系数，是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通（即通过某一面积的磁力线数）发生变化时，线圈中便会产生电势，这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势，电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。当线圈中通过变化的电流时，线圈产生的磁通也要变化，
磁通掠过线圈，线圈两端便产生感应电势，这便是自感应现象。自感电势的方向总是阻止电流变化的，犹如线圈具有惯性，这种电磁惯性的大小就用电感量L 来表示。L 的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关，采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯，可以较小的匝数得到较大的电感量。L的基本单位为H（亨），实际用得较多的单位为mH（毫亨）和IxH（微亨），三者的换算关系如下：1H=103mH=106 μH。 2．感抗XL 感抗XL在电感元件参数表上一般查不到，但它与电感量、电感元件的分类品质因数Q等参数密切相关，在分析电路中也经常需要用到，故这里专门作些介绍。前已述及，由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化，故线圈对交流电有阻力作用，阻力大小就用感抗XL来表示。XL与线圈电感量L和交流电频率f成正比，计算公式为：XL （Ω）=2лf（Hz）L（H）。不难看出，线圈通过低频电流时XL小。通过直流电时XL为零，仅线圈的直流电阻起阻力作用，因电阻：—般很小，所以近似短路。通过高频电流时XL大，若L也大，则近似开路。线圈的此种特性正好与电容相反，所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤波器，以及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。 3．品质因数Q
电感：介绍和理解
电感：介绍和理解 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感可以隔断交流电，通过直流电；通低频交流电，阻碍高频交流电。 电感的作用再用八个字来说就是：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。 电感是电容的死对头。另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。电流要消失，磁场会消失；磁场要消失，电流会消失；磁场南北极变化，电流正负极也会变化。 电感内部的电流和磁场一直在“打内战”，电流想变化，磁场偏不让变化；磁场想变化，电流偏不让变化。但是，由于外界原因，电流和磁场都可能必须要发生变化。 给电感线圈加上电压，电流想从零变大，可是磁场会反对，所以电流只好慢慢的变大；给电感去掉电压，电流想从大变成零，可是磁场又要反对，可是电流回路都没有了，电流已经被强迫为零，磁场就会发怒，立即在电感两端产生很高的电压，企图产生电流并维持电流不变。这个电压很高很高，甚至会损坏电子元件，这就是线圈的自感现象。 给一个电感线圈外加一个变化磁场，只要线圈有闭合的回路，线圈就会产生电流。如果没有回路的话，就会在线圈两端产生一个电压。产生电压的目的就是企图产生电流。当两个或者多个丝圈共用一个磁芯（聚集磁力线的作用）或者共用一个磁场时，线圈之间的电流和磁场就会互相影响，这就是电流的互感现象。 大家看得见，电感就是一根导线，电感对直流的电阻很小，甚至可以忽略不计。电感对交流电呈现出很大的电阻作用。 电感的串联、并联非常复杂，因为电感实际上就是一根导线在按一定的位置路线分布，
因此，电感的串联、并联也跟电感的位置有关（主要是磁力场的互相作用有关），如果不考虑磁场作用以及分布电容、导线电阻（Q值）等影响的话就相当于电阻的串联、并联效果。 交流电的频率越高，电感的阻碍作用越大。交流电的频率越低，电感的阻碍作用越小。 电感和充满电的电容并联在一起时，电容放电会给电感，电感产生磁场，磁场会维持电流，电流又会给电容反向充电，反向充电后又会放电，周而复始……如果没有损耗，或者能及时的补充这种损耗，就会产生稳定的振荡。 二极管的作用和功能用四个字来说：“单向导电。”二极管常用来整流、检波、稳压、钳位、保护电路等。资料免费下载，视频在线免费观看 在随身听的供电回路中串上一只整流二极管，当直流电源接反时，不会产生电流，不会损坏随身听。 给二极管（硅材料）加上低于0.6V的正向电压，二极管基本上不产生电流（反向就更加不能产生电流了），这个电压就叫死区电压、门槛电压、门限电压、导通电压等三极管的作用和功能因为四个字来完成：“电阻可变。”由于三极管等效成的电阻值可以无限制的变化，因此三极管可以用来设计开关电路、放大电路、震荡电路。 三极管的集电极电流等于基极电流乘以放大倍数，当基极电流大到一定程度时，集电极的电流由于各种原因不可能再增大了，这时集电极电压已经等于或者接近发射极电压了，相当于电阻值变成0欧姆。 确定三极管的放大状态绝招：发射结正偏，集电结反偏。 三极管是电流控制器件，场效应管是电压控制器件。场效应管性能优量，但在分立元件中，低电源电压适应性比三极管要差。 场效应管是电压控制器件，很容易被静电损坏，因此，场效应管中大多都有保护二极管。 可控硅实际上是一个高速的、没有机械触点的电子开关，这个开关需要用一个小电流去
电感的主要参数
电感的主要参数 1）μi(导磁率)(Permeability)---这是铁芯的一个重要参数，对于一个带铁芯的电感，铁芯的导磁率越高，电感值会越高。 2）L(电感值)(Inductance)---L=(4πμiN2A/l)*10-9 (H)，N-线圈圈数，A-磁路截面积，l-磁路平均长度。电感值与铁芯的μi值成正比，与线圈圈数的平方成正比，与测试频率有关(电感值随测试频率的变化关系常用电感的频率曲线来表示)，与环境温度有关，客户通常对电感值的要求是在某一特定频率下合于某一范围。电感值通常是不用计算得出的(因为就算你算得吐血也未必算得准，磁环的可以算得大概准确)，而是用仪器测出的。目录上通常是标示L值的公差范围。 3） Q(品质因素)---客户通常对Q值的要求是越高越好， Q=2πfLe/Re (Re是有效电阻，是消耗能量的部份， 有效电阻由DCR、表面效应、铁损所贡献) (Le是真实电感扣除分布电容影响后的值)，电子工 程施希望所选定的频率讯号通过，而且更希望所通 过的讯号损失越少越好，故他们希望Q值越高越好。 Q值也是随测试频率而变化的，(Q值随测试频率的 变化关系常用Q值的频率曲线来表示)。目录上通常 以其最小值为标注。 4）DCR(直流电阻)(Direct Current Resistance)---电感在直流电流下测量得之电阻，客户通常对DCR值的要求是越小越好。目录上通常以其最大值为标注。 5） SRF(自共振频率)(Self-Resonant Frequency) ---电感的真实电感与电感的分布电容产生共振 时的频率，客户通常对SRF值的要求是越大 越好。目录上通常以其最小值为标注。 自共振频时电感的表现就像电阻，即 (真实)电感值的感抗(2πfL)与分布电容的容抗
DC DC电感选型指南
一：电感主要参数意义 DC-DC外围电感选型需要考虑以下几个参数：电感量L，自谐频率f0,内阻DCR，饱和电流Isat，有效电流Irms。 电感量L：L越大，储能能力越强，纹波越小，所需的滤波电容也就小。但是L越大，通常要求电感尺寸也会变大，DCR增加。导致DC-DC效率降低。相应的电感成本也会增加。 自谐频率f0：由于电感中存在寄生电容，使得电感存在一个自谐振频率。超过此F0是，电感表现为电容效应，低于此F0，电感才表现为电感效应（阻抗随频率增大而增加）。 内阻DCR：指电感的直流阻抗。该内阻造成I2R的能量损耗，一方面造成DC-DC降低效率，同时也是导致电感发热的主要原因。 饱和电流Isat：通常指电感量下降30%时对应的DC电流值。 有效电流Irms：通常指是电感表面温度上升到40度时的等效电流值。 二：DC-DC电感选型步骤 根据DC-DC的输入输出特性计算所需的最小电感量。。(对于电感量的计算，各DC-DC芯片手册上有明确的计算方法，请以手册为准，以下公式只是个举例说明) 对于Buck型DC-DC，计算公式如下 Lmin=【Vout*（1-Vout/Vinmax）】/Fsw*Irpp 其中：Vinmax = maximum input voltage Vout = output voltage fsw = switching frequency Irpp = inductor peak-to-peak ripple current 通常将Irpp控制在50%的输出额定电流Irate。则上述公式变化如下： Lmin=2*【Vout*（1-Vout/Vinmax）】/Fsw*Irate 对于Boost型DC—DC的Lmin电感计算公式如下： Lmin=2*【Vinmax*（1-Vinmax/Vout）】/Fsw*Irate
原理图和PCB的设计规范
一.PCB设计规范 1、元器件封装设计 元件封装的选用应与元件实物外形轮廓，引脚间距，通孔直径等相符合。元件外框丝印统一标准。 插装元件管脚与通孔公差相配合（通孔直径大于元件管脚直径8-20mil），考虑公差可适当增加。建立元件封装时应将孔径单位换算为英制（mil），并使孔径满足序列化要求。插装元件的孔径形成序列化，40mil以上按5mil递加，即40mil,45mil,50mil……，40mil以下按4mil递减，即36mil,32mil,28mil……。 2、PCB外形要求 1）PCB板边角需设计成(R=1.0-2.0MM)的圆角。 2）金手指的设计要求，除了插入边按要求设计成倒角以外，插板两侧边也应设计成（1-1.5）X45度的倒角或(R1-1.5)的圆角，以利于插入。 1.布局 布局是PCB设计中很关键的环节，布局的好坏会直接影响到产品的布通率，性能的好坏，设计的时间以及产品的外观。在布局阶段，要求项目组相关人员要紧密配合，仔细斟酌，积极沟通协调，找到最佳方案。 器件转入PCB后一般都集中在原点处，为布局方便，按合适的间距先把 所有的元器件散开。 2）综合考虑PCB的性能和加工效率选择合适的贴装工艺。贴装工艺的优先顺序为： 元件面单面贴装→元件面贴→插混装（元件面插装，焊接面贴装一次波峰成形）； 元件面双面贴装→元件面插贴混装→焊接面贴装。 1.布局应遵循的基本原则 1.遵照“先固后移，先大后小，先难后易”的布局原则，即有固定位 置，重要的单元电路，核心元器件应当优先布局。
2.布局中应该参考原理图，根据重要（关键）信号流向安排主要元器 件的布局。 3.布局应尽量满足以下要求：总的连线尽可能短，关键信号线最短， 过孔尽可能少；高电压，大电流信号与低电压，小电流弱信号完全分开； 模拟与数字信号分开。 4.在满足电器性能的前提下按照均匀分布，重心平衡，美观整齐的标 准优化布局。 5.如有特殊布局要求，应和相关部门沟通后确定。 2.布局应满足的生产工艺和装配要求 为满足生产工艺要求，提高生产效率和产品的可测试性，保持良好的可维护性，在布局时应尽量满足以下要求： 元器件安全间距（如果器件的焊盘超出器件外框，则间距指的是焊盘之 间的间距）。 1.小的分立器件之间的间距一般为0.5mm，最小为0.3mm，相邻器件 的高度相差较大时，应尽可能加大间距到0.5mm以上。如和IC （BGA），连接器，接插件，钽电容之间等。 2.IC、连接器、接插件和周围器件的间距最好保持在1.0mm以上， 最少为0.5mm，并注意限高区和禁止摆放区的器件布局。 3.安装孔的禁布区内无元器件。如下表所示 4.高压部分，金属壳体器件和金属件的布局应在空间上保证与其它 器件的距离满足安规要求。
电感的主要参数
电感的主要参数 1）??μi(导磁率)(Permeability)---这是铁芯的一个重要参数，对于一个带铁芯的电感，铁芯的导磁率越高，电感值会越高。 2）???? L(电感值)(Inductance)---L=(4πμiN2A/l)*10-9(H)，N-线圈圈数，A-磁路截面积，l-磁路平均长度。电感值与铁芯的μi值成正比，与线圈圈数的平方成正比，与测试频率有关(电感值随测试频率的变化关系常用电感的频率曲线来表示)，与环境温度有关，客户通常对电感值的要求是在某一特定频率下合于某一范围。电感值通常是不用计算得出的(因为就算你算得吐血也未必算得准，磁环的可以算得大概准确)，而是用仪器测出的。目录上通常是标示L值的公差范围。 3） Q(品质因素)---客户通常对Q值的要求是越高越好， Q=2πfLe/Re (Re是有效电阻，是消耗能量的部份， 有效电阻由DCR、表面效应、铁损所贡献) (Le是真实电感扣除分布电容影响后的值)，电子工 程施希望所选定的频率讯号通过，而且更希望所通 过的讯号损失越少越好，故他们希望Q值越高越好。 Q值也是随测试频率而变化的，(Q值随测试频率的 变化关系常用Q值的频率曲线来表示)。目录上通常 以其最小值为标注。 4）DCR(直流电阻)(Direct Current Resistance)---电感在直流电流下测量得之电阻，客户通常对DCR值的要求是越小越好。目录上通常以其最大值为标注。 5） SRF(自共振频率)(Self-Resonant Frequency) ---电感的真实电感与电感的分布电容产生共振 时的频率，客户通常对SRF值的要求是越大 越好。目录上通常以其最小值为标注。 自共振频时电感的表现就像电阻，即 (真实)电感值的感抗(2πfL)与分布电容的容抗 (-1/2πfC d )相互抵消，即2πfL-1/2πfC d =0， 所以自共振频率f=1/2π√LC d 。自共振频时电感的Le(有效电感值)为0，所以此时的Q值为0。
电感元件设计规范
1 电磁学基本概念及公式............................................. 错误！未指定书签。 1.1 基本概念..................................................... 错误！未指定书签。 1.2 基本公式..................................................... 错误！未指定书签。 2 磁元件的基本特性................................................. 错误！未指定书签。 2.1 磁滞效应（）：............................................ 错误！未指定书签。 2.2 霍尔效应（）：............................................ 错误！未指定书签。2.3 临近效应（）.............................................................................. 错误！未指定书签。 2.4 磁材料的饱和................................................. 错误！未指定书签。 2.5 磁芯损耗..................................................... 错误！未指定书签。 3 电感磁芯的分类及特点............................................. 错误！未指定书签。 3.1 磁芯材料的分类及其特点....................................... 错误！未指定书签。 3.1.1 铁氧体（）............................... 错误！未指定书签。 3.1.2 硅钢片（） ...................................................................... 错误！未指定书签。 3.1.3 铁镍合金（又称坡莫合金或）................ 错误！未指定书签。 3.1.4 铁粉芯（） ...................................................................... 错误！未指定书签。 3.1.5 铁硅铝粉芯（又称或）.................................................. 错误！未指定书签。 3.2 磁芯的外形分类：............................................. 错误！未指定书签。 3.3 电感的结构组成............................................... 错误！未指定书签。 3.3.1 环型电感.................................. 错误！未指定书签。 3.3.2 型电感/变压器 ........................... 错误！未指定书签。 3.4 电感的主要类型：............................................. 错误！未指定书签。 3.5 电感磁芯主要参数说明......................................... 错误！未指定书签。 4 电感在中的应用................................................... 错误！未指定书签。 5 电感设计的原则................................................... 错误！未指定书签。 5.1 原则一：电感不饱和（感值下降不超出合理范围）................. 错误！未指定书签。 5.2 原则二：电感损耗导致的温升在允许的范围内（考虑使用寿命）.错误！未指定书 签。 5.3 原则三：电感的工艺要求可以达成............................... 错误！未指定书签。 6 电感设计规范表................................................... 错误！未指定书签。
电感的参数和识别
电感的参数和识别 除固定电感器和部分阻流线圈为通用元件(只要规格相同，各种电子整机上均可使用)外，其余的均为电视机、收音机等专用元件。专用元件一般都是一个型号对应一种机型(代用除外)，购买及使用时应以元件型号为主要依据，具体参数大都不需考虑，若需了解，可查相应产品手册或有关资料，这里不可能一一示例。下面谈谈新晨阳电容电感的固定电感器及阻流圈的主要参数及识别。 一．电感量L 电感量L也称作自感系数，是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通(即通过某一面积的磁力线数)发生变化时，线圈中便会产生电势，这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势，电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。当线圈中通过变化的电流时，线圈产生的磁通也要变化，磁通掠过线圈，线圈两端便产生感应电势，这便是自感应现象。自感电势的方向总是阻止电流变化的，犹如线圈具有惯性，这种电磁惯性的大小就用电感量L来表示。L的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关，采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯，可以较小的匝数得到较大的电感量。L的基本单位为H(亨)，实际用得较多的单位为mH(毫亨)和IxH(微亨)，三者的换算关系如下：1H=103mH=106 μH。
二．感抗XL 感抗XL在电感元件参数表上一般查不到，但它与电感量、电感元件的分类品质因数Q 等参数密切相关，在分析电路中也经常需要用到，故这里专门作些介绍。前已述及，由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化，故线圈对交流电有阻力作用，阻力大小就用感抗XL来表示。XL与线圈电感量L和交流电频率f成正比，计算公式为：XL(Ω)=2лf(Hz)L(H)。不难看出，线圈通过低频电流时XL小。通过直流电时XL为零，仅线圈的直流电阻起阻力作用，因电阻：—般很小，所以近似短路。通过高频电流时XL大，若L也大，则近似开路。线圈的此种特性正好与电容相反，所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤波器，以及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。 三．品质因数Q 这是表示电感线圈品质的参数，亦称作Q值或优值。线圈在一定频率的交流电压下工作时，其感抗XL和等效损耗电阻之比即为Q值，表达式如下：Q=2лL/R。由此可见，线圈的感抗越大，损耗电阻越小，其Q值就越高。值得注意的是，损耗电阻在频率f较低时可视作基本上以线圈直流电阻为主；当f较高时，因线圈骨架及浸渍物的介质损耗、铁芯及屏蔽罩损耗、导线高频趋肤效应损耗等影响较明显，R就应包括各种损耗在内的等效损耗电阻，不能仅计直流电阻。Q的数值大都在几十至几百。Q值越高，电路的损耗越小，效率越高，但Q值提高到一定程度后便会受到种种因素限制，而且许多电路对线圈Q值也没有很高的要求，所以具体决定Q值应视电路要求而定。
元器件库设计规范
元器件库设计规范 受控印章位 注：本文件归本公司所有，未经批准任何人不得翻录 复制，纸介文件以盖红色“受控”印章为有效文件。 适用部门 □信息部□综合管理部□测试部■ID/MD设计部■研发部 □产品管理部□技术销售部□市场部□国内销售部□海外销售部□销售管理部□采购部□售后服务部□计划管理部□质量管理部□品质部□仓储物流部□人事行政部□生产技术部□生产部 □财务部□人力资源部□后勤保障部□□ □□□□□
1.目的 编写本文档的目的是为了元器件库的规范和统一。 2.适用范围 本标准规定了印制电路板（以下简称PCB）设计中所使用的焊盘、元器件封装库的命名、丝印、图形坐标原点等基本要求。 3.职责 EDA零件工程师负责元器件库的建立和维护。 4.名词解释 S：Surface Mount Devices/表面贴装元件 D： DIP/插件元件 SOT：Small outline transistor/小外形晶体管 SOD：Small outline diode/小外形二极管 SN：Resistor Arrays/排阻 SOP: Small Outline Package Integrated Circuits/小外形封装集成电路 SSOP: Shrink Small Outline Package Integrated Circuits/缩小外形封装集成电路TSOP: Thin Small Outline Package/薄小外形封装 TSSOP: Thin Shrink Small Outline Package/薄缩小外形封装 PQFP：Plastic Quad Flat Pack/塑料方形扁平封装 PLCC：Plastic leaded chip carriers/塑料封装有引线芯片载体 PBGA：Plastic Ball Grid Array /塑封球栅阵列器件 L：Inductance/电感 SW：Switch/开关 RJ45：RJ45/网口 SFP：fiber/光口 USB：usb接口 TF：transformer/变压器
《电感元件》.
电感元件 1. 电压与电流的相量关系 图1（a ）是一个线性电感L 的交流电路，根据电感元件L 的物理特性，在取关联参考方向情况下，u L 和i L 满足微分关系 t i L u d d L L = 对直流电路而言，由于稳态时电感电流i L 为一恒定值，故这时没有感应电压u L ，即u L =0，所以在直流电路中电感元件L 相当于两端短接；而在交流电路中，由于i L 随时间按正弦规律变化，就会在L 两端产生感应电压u L ，它仍为一正弦函数，这时它的物理特性是起阻碍电流变化的作用。 设t I i m ωsin L =，则有 ()() 90sin cos d sin d d d L L +====t LI t LI t t I L t i L u m m m ωωωωω () 90sin +=t U m ω (1) 由此看出在理想电感电路中，u L 和i L 是同频率的正弦量并且在相位上u L 超前于电流i L 90，如图1(b)所示。 如用一个相量式来表达电感中电压和电流之间的大小和相位两方面的关系，则此相量式可表述如下 m m I L j U ω= 或 I L j U ω= (2) 若令L X ω=L ，则上式可写成 I jX U L = (3) 可用相量图表示为图1(c)所示。 X L 称为电感元件的感抗，它同样具有电阻的量纲即其单位也是欧姆(Ω)，其大小与频率f 及电感量L 成正比。频率越高或者是电感量越大则感抗X L 就越大，它对电流的阻碍作用也就越大，所以在高频电路中X L 趋于很大，电感元件L 可看作开路；而对直流电路来说由于f =0，感抗X L =0，此时电感元件就相当于短路，这和我们在前面所介绍的有关内容是十分符合的。 需提请注意的是，感抗X L 是电感中电压与电流的幅值或有效值之比，而不是瞬时值的比值，所以不能写成i u X =L ，这与电阻电路是不一样的。在电感元件中电压与电流之间成
元器件简介
常用电子元器件介绍 在我们电子设计的过程中会用到很多的电子元器件，常用的一般有电阻、电容、电感、二极管、三极管、led、各类集成块、芯片等。 一．电容 常见电容器：纸介电容器、有机薄膜电容、云母电容、陶瓷电容、电解电容器、表贴电容器、空气介质可变电容等。 具体的分类如下： 1.从结构分：固定电容器、可变电容器和微调电容器。 2.从电解质分：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电 容器等。 3.从用途分：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型 电容器。 应用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等 二．电感 1. 分类：a．按电感形式分类：固定电感、可变电感。 b．按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。c．按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。 d．按绕线结构分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。 2.主要参数：电感量，品质因数，额定电流 3.应用：滤波、振荡、延迟、陷波等，阻交流通直流,阻高频通低频(滤波) 滤波用的。 三．二极管 二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。 常用二极管的特性：1.正向导电性 当正向电压达到某一数值（锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。 2、反向特性 3发光特性 常用二极管的应用：1、整流 2、开关3、限幅4、继流在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。5、检波在收音机中起检波作用。 四．LED LED也是二极管的一种，它是一种发光二极管, 这种半导体组件一般是作为指示
电感元件设计规范
1电磁学基本概念及公式 (3) 1.1 基本概念 (3) 1.2 基本公式 (4) 2磁元件的基本特性 (4) 2.1 磁滞效应（H YSTERESIS E FFECT）： (4) 2.2 霍尔效应（H ALL E FFECT）： (5) 2.3 临近效应（P ROXIMITY E FFECT） (5) 2.4 磁材料的饱和 (6) 2.5 磁芯损耗 (6) 3电感磁芯的分类及特点 (7) 3.1 磁芯材料的分类及其特点 (7) 3.1.1铁氧体（Ferrite） (7) 3.1.2硅钢片（Silicon Steel） (8) 3.1.3铁镍合金（又称坡莫合金或MPP） (8) 3.1.4铁粉芯（Iron Powder） (8) 3.1.5铁硅铝粉芯（又称Sendust或Kool Mu） (8) 3.2 磁芯的外形分类： (8) 3.3 电感的结构组成 (9) 3.3.1环型电感 (9) 3.3.2EE型电感/变压器 (10) 3.4 电感的主要类型： (10)
3.5 电感磁芯主要参数说明 (11) 4电感在UPS中的应用 (12) 5电感设计的原则 (14) 5.1 原则一：电感不饱和（感值下降不超出合理范围） (14) 5.2 原则二：电感损耗导致的温升在允许的范围内（考虑使用寿命） (17) 5.3 原则三：电感的工艺要求可以达成 (19) 6电感设计规范表 (21)
目的 磁性元件的设计是开关电源设计中的重点和难点，究其原因是磁性元件属非标准件，其设计时需考虑的设计参数众多，工艺问题也较为突出，分布参数复杂。为帮助硬件工程师尽快了解磁性元件，优化设计并减少设计中的错误，特制定此规范。 1电磁学基本概念及公式 1.1基本概念 1）磁通：穿过磁路的磁力线的总数，以Ф表示，单位韦伯（Wb）。 2）磁通密度（磁感应强度）：垂直于磁力线的方向上单位面积的磁通量， 以B表示，单位高斯（Gauss）或特斯拉（T），1 T=104 Gauss。 3）磁场强度：单位磁极在磁场中的磁力，以H表示，单位安[培]每米（A/m）或奥斯特（Oe），1 Oe=103/4πA/m。 4）磁导率：磁通密度与磁场强度之比，以μ表示，实际使用中通常指相对 于真空的磁导率，真空中的磁导率μ0 =4π×10-7 H/m。 5）磁体：磁导率远大于μ0的物质，如铁，镍，钴及其合金或氧化物等。 6）居里温度点：磁体在温度升高时，其磁导率下降，当温度高到某一点时，磁性基本消失，此温度称为居里温度点。 7）磁势：建立磁通所需之外力，以F表示。 8）自感：磁通变化率与电流变化率之比称自感，以L表示。 9）互感：由于A线圈电流变化而引起B线圈磁通变化的现象，B线圈的磁通变化率与A线圈的电流变化率之比称为A线圈对B线圈的互感，以 M表示。
元器件封装库设计规范
元器件封装库设计规范编号：TSH_HW_002_FootPrint_DESIGN
1 概述 ! 闪龙公司《元器件封装库设计规范》（以下简称《规范》）为电路元器件PCB封装库设计规范文档。本文档规定元器件封装库设计中需要注意的一些事项，目的是使设计规范化，并通过将经验固化为规范的方式，避免设计过程中错误的发生，最终提高产品质量。 本文中的所有信息归闪龙公司所有，未经允许，不得外传。 2 相关说明 本规范作为电路设计中的指导文档，并会由其中抽取相应要点形成“元器件封装检查规范”。 3 设计规范 通用规范 单位尺寸使用mil（千分之一英寸）和mm（毫米）两种，以取整为使用前提。比如：常用的100mil间距插座（2.54mm），50mil间距芯片引脚；一些特殊的2mm间距插座，1mm间距芯片引脚，0.8mm 间距BGA焊球。 因为单位换算有精度损失，在设计中不要随意切换单位！ : 焊盘设计相关要求 焊盘的命名方法参见表1 注：PAD单位为mil。
】 焊盘类型 简称标准图示命名 表面贴装 矩形焊盘 SMD SMD + 宽(Y) x 长(X) 命名举例：SMD21X20，SMD32X30。 表面贴装圆焊盘SMDC SMDC + 焊盘直径(C) 命名举例：SMDC40 表面贴装手指焊盘SMDF SMDF + 宽(Y) x 长 (X) 命名举例：SMDF57X10 通孔圆焊 盘 THC THC + 焊盘外径(C)+ D +孔径(D) 命名举例：THC25D10 注：非金属化孔按通孔圆焊盘标注，焊 盘外径标为0。 通孔矩形焊盘THR( THR + 宽（Y） x 长（X）+ D + 孔 径 命名举例：THR80X37D37。