电感是三大被动元件之一,又称线圈、扼流器、电抗器等,能把电能转化为磁能而存储起来,结构类似于变压器,其特性是“通直阻交”,主要作用包括筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰(EMI) 等,还可与电容一起组成LC滤波电路。
被动元件是中国台湾地区电子行业 对某些电子元器件的叫法,与主动元件相对应,在中国大陆则称为无源器件和有源器件。目前国内也沿用被动元件以及主动元件的说法。
(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量;
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。而与之相对,主动元件是指电路中能够执行运算、处理的元件,主动元 件除了自身消耗电能外,需要有外加电源,从而执行信号放大和转换的功能。
1,电感值,单位为H,是描述线圈由于电流变化在被线圈或另一线圈中引起感应电动势效应的物理量,是自感和互感的总称。
2,精度:电感值的实际测量值与标称值之间的偏差,通常用百分比来表示。
3,直流电阻:也称为DCR(Direct Current Resistance),指电感器在直流电流下表现出的电阻值,反映电感器在工作时由于导线而产生的能量损耗。
4,电流参数:常见有温升电流、均方根电流、饱和电流、额定电流。
温升电流Itemp:通常认为电感器的温度在环温基础上上升40℃时,通过电感器的直流电流。
均方根电流Irms:即Root Mean Square电流,指在交流(AC)电路中,电感器可以持续承受而不损坏,且不会超过其额定温度上升的最大电流的有效值。
饱和电流Isat:指电感器在磁芯达到饱和状态时的电流值(大部分厂商一般取感值下降到10%的电流为Isat,少数厂商设为30%或者40%)。
额定电流:指在特定环境条件(如温度、散热条件等)下,电感器可以持续工作而不损坏或导致性能下降的最大电流值。广义的额定电流包括温升电流和饱和电流,哪个参数较小,就等同于哪个参数。
Q值:很少在规格书中体现,它表示电感器在特定频率下储存能量与消耗能量之间的比率,Q值越小,损耗越小。
根据工艺结构不同,电感可分为绕线型、叠层型、薄膜型和一体成型电感。
绕线型电感和叠层电感为主流产品(叠层式电感市场份额占比约为85%),一体成型电感是将自动绕制的空心线圈植入特定模具并填充磁性粉体压铸而成,属于绕线电感的改良版本。薄膜式当前仅村田和 TDK 掌握, 应用还比较少。
射频电感:整理筛选高频信号,又称为高频电感或信号型电感。用于几十MHz到几十GHz的高频带,主要功能为耦合、共振与扼流。射频电感对Q值的要求较高,主要用于手机及无线LAN 等移动通信设备等高频电路中。
功率电感:稳定电压、防浪涌,又称为电源型电感,Q值的高低对于其性能影响较小,其通常的性能指标包括直流叠加特性、温度特性、耐电压、漏磁通等,主要用 于 CPU、内存、LED等电子设备的DC-DC电压转化电路中。
按照材料,可分为磁性电感(应用于中低频领域)和非磁性电感(使用陶瓷材料,应用于高频领域)。
电感器件的上游原材料包括银浆、铁氧体粉、介电陶瓷粉、磁芯、导线 等,设备包括绕线机、成型机、折弯机、测包机等。
上游:磁性材料行业技术壁垒较高,市场集中度高且客户稳定性强; 磁性材料按大类可以分成铁氧体磁芯和合金类磁芯。其中,常用的铁氧体磁芯包括锰锌系和镍锌系,合金类磁芯主要有硅钢片、铁粉芯、铁硅铝合金、铁镍合金和非晶、微晶合金等。不同的磁芯能铸造出的形状有所不同,结合材料本身特性上的差异,造成了电感性能以及用途上的不同。
中游:主要为电感器件的生产,从外形区分包括片式电感(叠层片式电感器、绕线片 式电感器)和插装式电感器。
下游:行业主要是移动通信、个人电脑、工业电子以及汽车电子等领域。
日本:村田(射频电感方面处于主导地位)、TDK (在汽车领域的功率电感具备优势)、太阳诱电(日本,在汽车、工业领域有一定优势)、松下。
中国台湾:国巨、奇力新(在电脑、网络及手机方面的功率电感有一定优势,在全球电感市场市占率位居前四)
(1)小型化:按照尺寸由小到大,电感可分为008004(0.20x0.12mm)、01005 (0.22x0.12mm)、0201、0402、0603等,目前手机端0201型、0402型电感是主流产品,随着主板上器件密度要求提升,未来小型化电感需求有望持续提升。
(2)高频化:通讯产品传输速率向高频化发展,电感器件应用频率亦需随之提高。在此背景下,传统磁性材料电感已无法满足需求,陶瓷材料电感开始逐步渗透,以提高电感产品频率范围。
(3)高功率化:芯片朝低压大电流发展,要求电感等周边元器件具有较低的直流电 阻和较高的耐受电流能力。
(4)集成化:电子产品小型化趋势下,零部件本身小型化难度逐步提升,将电感和 其他分立器件集成为模组成为可行方案,目前主流的无源集成技术为LTCC技术。
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