阻容感基础—-电感专题

关于磁场

​ 首先，确定一点，电信号（包括电源，数字、模拟等信号）传播的本质是：电磁波的传播。
​ 其次，有万能的右手螺旋定则：右手大拇指与四指垂直并在同一平面，四指指向电场（E）的方向，再逐渐握拳指向磁场（H）的方向，那么大拇指指向就是电磁场能量流动（S）的方向；

​ 下面将对电磁场能量流动进行推导演示：

​ 如图电阻器电流为从左向右（电场方向相同）：磁场方向根据右手定则为围绕着电阻器的圆，使用右手螺旋定则：四指指向电场（电流）方向，然后弯曲四指朝外（电阻正上方的磁场方向），那么发现此时电磁能量处处指向电阻，即电阻器周围的能量流动指向电阻。
​ 由此，也可以看到：电磁能量的传播方向并不是电流方向。

​ 并且，也有以下的一些结论：

• 金属导线是电磁波的波导：电磁波顺着导线在导线附近传递，距离导线越远其电磁波能量越弱；
• 电流顺着金属导线流动，电流越大则传输的磁场强度越大，那么传播的电磁波能量越大，如果没有导线作为媒介，那么真空或空气很难承载大的电磁波能量。

​ 通过上述的分析，也就能理解：市电使用220V交流电，虽然电流方向在不断地交变，而电磁能量的传播方向却一直保持不变。

​ 磁场的本质是什么？先说结论：磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的（包括磁铁、电流磁场、电磁波）

​ 已知电流与磁场的关系：电流流过导线时，会在导线周围产生磁场，同时变化的磁场也可以产生电流。所以，可知电流联系着磁场，而电压联系着电场；电流是有磁性的，电压是有电性的。导线由于有电压（电场）会产生电流，而有电流的地方必然会产生磁场，所以有变化电场就理应产生磁场。

1，磁场基本物理定理

​ 磁场本身的几个基本物理量：磁场强度H，磁感应强度B，磁通量Φ以及磁导率μ；

1. 安培环路定理：在稳恒磁场中，沿着任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积分值恰好等于该闭合回路所包围的电流代数和乘以磁导率。

$$
\oint Hdl=\sum_{i=1}^{n}Ii ;\quad\oint Bdl=\mu*\Sigma_{i=1}^{n}Ii
$$

​ 安培环路定理需要满足两个条件：

• 电流及其分布不随时间变化； 假设某时刻电流突然从 0 变为某个值， 由于电磁场传播需要一定时间， 环路上不可能瞬间出现磁场；
• 空间中不能有变化的电场， 因为变化的电场也会产生磁场，就会改变环路积分的结果。

​ 通过安培环路定理公式：计算圆电流外平面磁场强度H的大小，并通过H和磁导率μ推出磁感应强度B的大小；如果回路没有包围电流，那么此时磁场强度H为0。

2. 磁路欧姆定律：电和磁之间存在着许多的相似性，在磁路上也存在类似于电路的欧姆定律；磁路欧姆定律用来确定磁路的磁通量Φ（电流I）、磁动势F（电动势V）和磁阻Rm（电阻R）三者之间的关系；作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通量Φ乘以磁阻Rm，F = Φ * Rm （V = I*R）。

铁芯的磁导率比周围空气的磁导率高很多，因此磁通量的绝大部分经过铁芯形成闭合回路，这种人为造成的磁通路径被称为磁路；

如下右图，磁阻的大小与磁路通过的导体的长度l成正比，与导体的横截面积S成反比，比例系数为1/μ，即Rm = l/(μA)（类似电阻R = ρ*l/A）；

假设右下图为一个均匀密集缠绕的环形通电线圈，其每一匝可看作一个圆形横截面（面积为S），将每匝的圆心连成一个圆（周长为l），则线圈内部的磁感应强度方向沿该圆的切线方向；磁感应强度对该圆上其中一段路径的积分：$\int Bdl=BI$；由于H = B/μ，并定义：F = H*l，可得F/Rm＝BS = Φ。

3. 基尔霍夫第一定律：电路中任一个节点上，在任一时刻流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和；假设进入某节点的电流为正值，离开这节点的电流为负值，则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。对于磁路来说：穿出或进入任一闭合面的总磁通量恒等于零（或进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量），即磁通连续性定律。

4. 基尔霍夫第二定律：在任何一个闭合回路中，各元件上的电压降的代数和等于电动势的代数和，即从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压的代数和恒等于零，即∑U=0。对于磁路来说：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。

​ 从磁场和磁路的基本物理定律中，可以发现磁路与电路的相通之处。如下表所示，将：磁动势等效为电动势，磁通量等效为电流，磁阻等效为电阻；电路相关的物理定律同样也满足磁路。

1. 如果维持恒定磁通量Φ，那么铁芯中是没有损耗的；即电路中P = I²*R不符合磁路应用；
   ——交变的磁通量是会造成磁介质损耗，损耗随磁芯体积、工作频率、磁通密度变化的系数成正比。

2. 没有磁绝缘体，除了铁芯中的磁通之外，还有一部分漏磁通会散布在空气中；
   ——这造成了变压器的漏感必然会存在，漏感也好处也有坏处。

3. 磁导率μ不是一个常数，是磁通密度的函数；

4. 磁路在饱和状态时为非线性，磁通量的叠加原理不适用。

2，电磁感应定律

​ 电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律：电磁感应现象是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，产生的电流称为感应电流，产生的电动势（电压）称为感应电动势。
​ 且有：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通变化率成正比，若感应电动势为E，则E =n*ΔΦ/Δt。

​ 楞次定律：电磁感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即磁通量变大，产生的电流有让其有变小的趋势；而磁通量变小，产生的电流有让其变大的趋势（线圈对电流的作用是：来拒去留）。

​ 应用楞次定律判断感应电流的方向：

1. 首先确定穿过回路的原磁通量的方向以及原磁通量是增加还是减少；

2. 根据楞次定律的涵义，确定回路中感应电流在该回路中产生的磁通的方向；
   ——感应电流磁场要阻碍原磁通量的变化，即：来拒去留。

3. 根据回路电流在回路内部产生磁场的方向的规律(右手螺旋法则)，由感应电流的磁通量方向（增反减同）来确定感应电流的方向；

4. 右手螺旋定则（安培定则）：表示电流和电流激发磁场的磁感线方向之间关系的定则。

​ 电流、磁场以及力，其实质是能量，其根本的依据是遵循了能量守恒定律；也就是说：如果电磁感应电流方向违背了楞次定律，那么也就违背得了能量守恒定律。

电感器模型

理想电感的阻抗为：
$$
Z_{ideal}=j\omega L\
$$

和电阻的是一样的，即：
$$
Z_{real}=\frac{j\omega L+R}{(1-\omega^2LC)+j\omega RC}\
$$
从下图可以看出，理想的电感的阻抗是随着频率的增加而变大的。 等效电感的阻抗呈一个倒V型，正好和电容相反，倒V的最高点称为电感的自谐振点。

当系统阻尼R提供的衰减不足时，容抗和感抗相互抵消，能量在LC间来回传递，这就是谐振。

• 频率低于自谐振频率SRF时，电感感抗随着频率增加而增加。
• 频率等于自谐振频率SRF时，电感感抗达到最大。
• 频率高于自谐振频率SRF时，电感感抗随着频率增加而减少。

1. 上图虚线对应电感器的一阶数学模型（理想电感器）：ZL = jωL；根据公式可得，电感器感抗随ω的增加而线性增大。

2. 实线对应的电感器二阶数学模型：Z = (jωL+R)/[(1-ω²LC)+jωRC]，此时电感器不再只是简单的电感特性，根据公式以及电感器二阶阻抗-频率特性图分析，可分为如下三个阶段：

• 低频阶段，电感L感值对阻抗的影响远大于寄生电容：(1-ω²LC)+ jωRC ≈ 1，所以Z = jωL + R，电感器阻抗随ω的增大而线性增加，此时电感器呈现电感特性；
  ——如上右图，低频段阻抗：Z = jωL + R；在理论上低频段 DCR占电感器阻抗的比例比较大，所以在更低频率时阻抗曲线呈现水平直线。
• 随着ω增大到一定值（SRF）时：1 - ω²LC = 0，ω =1/√(C/L)，此时电容器阻抗Z = (jωL+R)/ (jωRC) = L/(RC) – j/√(C/L)，此时电感器的阻抗Z达到最大值；
  ——此工作频率称为电感器的自谐振频率-SRF；电容器用于电源滤波：需要最小阻抗，而谐振频点的阻抗最小，滤波效果最好；而电感器滤波时，需要利用其感性部分（理想电感阶段），所以需要远离自谐振频点。
• ω继续增大：ω＞1/√(C/L)，此时可以看到寄生电容的影响开始大于电感的影响，所以随ω的增大，阻抗Z线性减小，此时电感器呈现电容特性。
  ——单板电源系统滤波设计中，两个不同容值电容器会产生并联谐振点：大容值电容器的高频电感特性和小容值电容器的低频电容特性，形成了LC谐振，产生电源滤波特定频率的高阻抗区域。

除此之外，有以下一些结论：

1. 电感器感值的越小，低频段阻抗越大；
   ——低频段电感的感值：Z = jωL+R，主要由DCR决定，而电感量越大（线圈匝数多），导线越长，DCR则越大；所以一般同封装电感器的电感越大，DCR越大。

2. 电感器感值的越小，自谐振频率越大；
   ——自谐振频率点：ω =1/√(C/L)，电感量越大（线圈匝数多），那么线圈层间电容量就越大；相反：电感量越小，寄生电容量也越小，所以自谐振频率越高。

3. 不同感值的电感器，自谐振频点右侧（高频段）阻抗曲线取决于寄生电容的大小（因为此时电感器呈现容性）。

电感量参数

1，电感量

​ 电感量是线圈本身固有特性，表示电感线圈储能效率的大小（单位电流储能大小），与电流大小无关；电感量反应了电感器储存磁能的本领，与电感线圈的匝数、几何尺寸、有无磁芯（铁芯）、磁芯的导磁率有关。用公式表示L = μN²Ae/Le，电感量的单位为亨（H）。具体参数如下图所示。在同等条件下：匝数（N）多电感量大，线圈直径（Ae）大电感量大，有磁芯比没磁芯（μ）电感量大，（Le） 磁路长度。
​ 低频应用中呈现电感特性，而在高频特性中则呈现了电容特性（看成是一个电容器），其表现与电容器刚好成对偶关系；所以电感器的电感量与工作频率相关。

​ 电感量精度是电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。如下图所示为行业规范标称的范围：

1. 铁氧体电感：K档和M档；
   ——电感量大，随频率影响大（μ），应用于开关电源电路，电源输入等几MHz以下低频滤波应用。

2. 陶瓷电感：S档，D档，J档，K档。
   ——电感量小，随频率影响小，应用于射频相关百MHz以上高频应用。

2，磁导率

​ 磁导率：磁介质中磁感应强度与磁场强度之比；它是表征磁介质导磁性能的物理量：μ =B/H（B：磁感应强度，H：磁场强度）。
​ ——磁导率反应了该材料能够被磁场穿透的程度。

3，电感磁芯损耗

​ 电感器磁芯损耗包括：磁滞损耗和涡流损耗，以及剩余损耗。
​ 电感磁芯损耗是功率材料的一个最主要的指标，它决定了整机的工作效率、温升、可靠性。

（1）磁滞损耗：当磁芯材料磁化时，转化为磁场的能量有两部分：

• 转化为势能，即：去掉外磁化电流时磁场能量会返回给电路，这部分能量只是暂时储存在磁芯中；
• 变为克服摩擦使磁芯发热消耗掉，这部分能量就是磁滞损耗。

（2）涡流损耗：交变电流I产生的磁场B也是变化的，变化的磁场B在磁芯上面产生环形的电场e，所以当电流流过磁芯便产生了损耗，称为涡流损耗。

（3）剩余损耗：由于磁化弛豫效应或磁性滞后效应引起的损耗。磁化弛豫是指在磁化或反磁化的过程中，磁化状态并不是随磁化强度的变化而立即变化到它的最终状态，而是需要一个过程，这个“时间效应”便是引起剩余损耗的原因。

4，直流电阻DCR

​ 直流电阻Rdc：又称为DCR，通常指电感器的内阻，是电感器在直流下电阻值。该电阻主要是电感器导线（铜线）上的电阻，体现了电感器在工作时的铜损大小。Pcu = I²rms *DCR。
​ ——既然电感器有直流电阻DCR，那么就会有电感器的交流电阻，即电感器在交流信号应用中的电阻。那为什么直流电阻和交流电阻不一样呢？其主要源于电感导线的趋肤效应：在高频信号时电流趋于分布在导线的表面（电流实际流过导线横截面的面积变小），导致导线的实际电阻增加。

对于电感器的DCR，需要如下注意点：

1. 同一个系列的电感器的电感量越大，DCR越大；
   ——同一系列电感器电感量越大，则说明线圈匝数越多，铜线越长，那么DCR越大。

2. 设计中电感器的DCR越小越好；
   ——电感器的损耗主要有：磁芯损耗和铜损两部分；DCR影响了电感器的损耗（铜损），从节能、散热等考虑，DCR尽量小。

5，品质因数Q

​ 电感器品质因数Q： 电感器储能与能耗的比值，是某一工作频率下感抗XL（XL= ωl = 2πfL）与其等效损耗电阻的比值；用于区分不同线圈结构的一个物理量。
​ ——线圈Q值愈高，回路的损耗愈小；线圈的损耗主要与：导线的直流电阻，骨架的磁芯损耗，屏蔽罩或铁芯引起的涡流损耗，以及趋肤效应等因素有关。

​ 品质因数Q与测试频率有关，与电感量有关；所以产品样本上对应的Q值均有对应的测试频率；

6，额定电流

​ 电感器额定电流：是指电感器允许通过的最大电流；是高频、低频扼流线圈和功率电感器的重要参数。

​ 对于功率电感器来说，额定电流有两种：

1. 基于自我温度上升的额定电流：以元件的发热量为指标的额定电流，超出该范围时可能会导致元件破损及组件故障；
   ——Irms：指电感器的应用额定电流，也称为温升电流，即产品应用时，表面达到一定温度（例：温升40℃）时所对应的DC电流。

2. 基于电感值的变化率的额定电流：以电感值的下降程度为指标的额定电流，超出该范围时可能会由于纹波电流的增加而导致电路不稳定。
   ——Isat：指磁介质的饱和电流，即电感器感量下降到一定比例（例：30%）时的电流大小。

​ 如果电路的实际工作电流大于电感器饱和电流，会导致电感器磁芯饱和，存在如下隐患：

1. 造成电流纹波超出后级电路最大允许规格范围，造成电源电路无法正常工作甚至损坏；

2. 电感器额定电流（包括饱和和温升电流）选择余量不足会导致其工作时表面温度过高、整机效率降低、加速电感器本身甚至整机的老化，从而影响设备使用寿命。

​ 电感分为开磁路和闭磁路两种，对于开磁路类型：随着直流电流的增加到规定电流值为止，呈现比较平坦的电感值，但以规定电流值为界后的电感值急剧下降。相反闭磁路类型：随着直流电流的增加，透磁率的数值逐渐减少，因此电感值缓慢下降。

​ 屏蔽电感磁路结构为闭磁路结构：闭磁路结构是由磁性材料组成，磁阻抗非常小，代表磁芯为环形磁芯，是闭磁路结构。

​ 非屏蔽电感磁路结构为开磁路结构：由于磁路组成结构裸露，具有非常明显的气隙，其磁阻比较的大，代表磁芯为U型、EE型磁芯。

1. 由于屏蔽电感和非屏蔽电感磁屏蔽结构不同，在相同电感以及工作电流下，屏蔽电感器的体积要大于非屏蔽电感器；
   ——非屏蔽电感器的磁芯会存在气隙，导致有效磁路长度远大于实际磁路，所以非屏蔽电感器的有效体积：Le*Ae也远大于屏蔽电感器，而电感器的储能容量大小与电感器有效体积成正比，同时由电感储能公式：P =(1/2)LI²，可得：在同样电感量和工作电流时，电感器的储能是一样的，所以非屏蔽电感器的体积要更小。

2. 屏蔽电感器具有大功率、低电阻、大电流的特点，主要用在对EMC有着高要求的电路中，涉及到信号传输，智能计算等等，例如手机、计算机、高品质音响等等。

7，自谐振频率（SRF）

​ 自谐振频率（SRF）：SRF = f0 = 1/[2π√(LC)]，表示了电感器的电感值（Inductance）、感抗（Impedance）与频率的关系、。

1. 频率低于SRF时，电感器阻抗和电感量随频率增加而增加；
   ——一般应用中需尽量保持电感器感量的稳定，所以电感器的工作频率应远离SRF，如下图，工作频率在低于1/2 * SRF时电感量基本保持稳定。

2. 频率等于SRF时，电感器阻抗达到最大值；
   ——此时电感器阻抗达到最大，并对外呈现阻性，但并非电感器的Rac和Rdc电阻体现在了阻抗上，而是电感器振荡后能量传播不出去，全部由电感器的寄生电阻所消耗。。

3. 频率高于SRF时，电感器阻抗随频率增加而减小。
   ——高于SRF后电感器对外呈现出电容的特性，阻抗随频率而减小。

​ 自谐振频率应用过程中的注意点：

1. SRF与材料、电感量有关，一般电感器的电感量越大SRF越小（同时，寄生电容随电感量的增加而增大）；

2. 作为共模/差模扼流电感器使用时，让信号的最高频率在电感自谐振频率处，消耗该频点的能量；

3. 作为匹配滤波器使用时，电感器的电感值在信号带宽内应尽可能的恒定，电感的SRF取信号最大频率的10倍（经验值）。

8，临界温度Tc

​ 并非在任何温度下，磁性材料都具有磁性；磁性材料具有一个临界温度Tc（即居里温度）：在这个温度以上，由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列是混乱无序，铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，它确定了磁性器件工作的上限温度。超过居里温度，磁芯的磁导率会大大减小直至消失。

电感器的相关知识

1，趋肤效应

​ 趋肤效应对PCB高速信号走线距离计算和损耗都有较大的影响，一般在信号完整性中有所提及。趋肤效应对PCB走线或电感器中的不同在于应用的频率不同：PCB走线很扁平，所以发生趋肤效应时的频率就非常高（>10MHz），而电感器铜导线则是圆形线缆，其直径远大于PCB走线，产生趋肤效应时的频率就低很多（几百KHz）。

​ 趋肤效应，就是随着在导线中信号频率的升高，决定电流分布的阻抗由原来的电阻变成了感抗，导致电流趋于聚集到导体的表面的现象。聚集程度随频率的增加按√f规律加大，所以电流聚集会导致铜导线有效电阻的增加，此时导线对电流表现出来的就是：交流电阻。
​ ——当导线中的信号频率增加到一定大小时，导线中心位置将没有电流通过，电流流过导线的实际横截面积减小了，也就是说对该频率信号的电流来说，其导线电阻增加了。

2，气隙磁芯

​ 无气隙磁芯的有效磁路长度基本上就是磁芯中心虚圆的周长：Le，有效面积几乎是磁芯的几何截面积：Ae；此时磁阻$\mathrm{R\Phi}=\mathrm{Le}/(\mathrm{\mu c}^{}\mathrm{Ae})$。如下图所示磁芯有气隙后，磁阻会增加至$\mathrm{R\Phi}=\mathrm{Lgc}/(\mathrm{\mu c}^{}\mathrm{Ae})$；其中$lgc = Le + μr\times Lg$；μr =μc/μ0。事实上Lgc是气隙磁芯的有效长度，其远大于无气隙磁芯长度Le。
​ 又因为，Lgc = Lc +μr$\times$Lg，即气隙磁芯的有效磁路长度增加了，虽然Lg非常小，但是μr可达几千，所以磁路长度Lgc值基本上取决于μr*Lg。

（1）气隙对磁路长度影响的推导：

1. 根据安培环路定律：磁场强度H的闭环积分等于包围的安匝数：Hc$\times$Lc + Hg+Lg = N*I；

2. 由于B = μ$\times$H，而Φ = B$\times$A，可得：Φ/(μc$\times$Ac) $\times$Lc +Φ/(μ0$\times$Ac)$\times$Lg = N*I。

——根据基尔霍夫定律，磁通Φ（相当于电流）在磁路中必须连续，且磁芯与气隙中的Ae相同，所以Φc = Φg = Φ，Ag = Ac；气隙的磁导率为真空磁导率μ0，

3. 计算可得Φ = (N$\times$I)/[Lc/(μc$\times$Ac)+Lg/(μ0$\times$Ac)] = FΦ/RΦ，所以RΦ= Rc + Rg = Lc/(μc$\times$Ac) + Lg/(μ0$\times$Ac) = [1/(μ0$\times$Ac)]$\times$[(Lc/μr)+Lg] = [1/(Ac$\times$μ0$\times$μr)]$\times$(Lc+ μr$\times$Lg) =Lgc/(Ac$\times$μr)；

（2）增加了磁路长度的实际用处：

1. 有气隙磁芯的有效体积从Ae$\times$Le变成了Ae*Lgc，直观上体积增加了z倍，意味着气隙磁芯体积比实际见到的磁芯物理体积要大的多；

2. 气隙实际上成为了磁芯体积的倍增器，而且只要能产生足够强的磁场，就有希望存储更多的能量。
   ——实际上大部分磁场能量存储在了气隙上。

3. 加气隙后新的有效长度除以加气隙之前的就的有效长度，该比例称为z因数：z =Lgc/Le = (Le+μr$\times$Lg)/Le ≈ μr*Lg/Le，其中Le = Lg+Lc；所以净磁阻从无气隙磁芯的Re = Le/(μr$\times$Ae)增加到了有气隙磁芯的Rgc = z$\times$Le/(μr$\times$Ae)。
   ——假设为μr为1000，气隙长度占磁芯长度的5%，那么有效磁路长度L ≈ 1000$\times$5% = 50，磁路长度增加了50倍，磁阻也增加了50倍。

4. 气隙使得电感器的磁阻增加了，所以磁通密度（磁感应强度）B= Φ/Ae = N$\times$I/(Ae$\times$RΦ)，从无气隙磁芯时的μc$\times$N$\times$I/Le降至有气隙磁芯时的μc$\times$N$\times$I/(z$\times$Le)

（3）比较有气隙磁芯和无气隙磁芯的磁通密度B和磁通强度H：

1. 根据基尔霍夫定律，磁通（相当于电流）在磁路中必须连续，而Φ = B$\times$Ae，磁芯与气隙的Ae相同，并且磁力线穿过不同材料时是连续的，所以Bg = Bc = B =μc$\times$N$\times$I/Lgc；

2. 由于H =B/μ，磁芯中的磁导率为μc而气隙中的磁导率为μ0，它们相差μr = μc/μ0 倍（相对磁导率），所以Hc = B/μc = N$\times$I/Lgc，Hg = B/μ0 = μr*(N$\times$I/Lgc)；气隙磁芯的磁芯与气隙的磁场强度H不同（磁场强度在气隙和磁芯之间不连续，有突变），相差一个相对磁导率系数μr；

3. 对于有气隙的磁芯，相比于同尺寸的无气隙磁芯，其磁通密度B下降了z倍，而且磁芯的磁场强度H也一样。

（4）磁芯气隙如何获得更多的能量储存：

1. 根据电感能量储存的公式ε= 1/2$\times$B$\times$H$\times$V(体积)，对于无气隙磁芯来说H = B/μc，那么εe= 1/2$\times$B²$\times$Ve/μc；

2. 对于有气隙磁芯来说，需要分为两部分：

• 气隙部分：εg = 1/2$\times$B$\times$Hg$\times$V = 1/2$\times$(B²$\times$Ae$\times$Lg/μ0)；
• 磁芯部分：εc = 1/2$\times$B$\times$Hc$\times$V =1/2$\times$(B²$\times$Ae$\times$Lg/μc)；
• 气隙磁芯的总能量储存εgc = εg + εc =1/2$\times$(B²$\times$Ae²)$\times$[Lg/(μ0$\times$Ae) + Lc/(μc$\times$Ae)] = 1/2$\times$(B²$\times$Ae²)* RΦ= 1/2* RΦ$\times$Φ²。（Φ= BS）。
  ——该磁芯储存能量公式：ε = 1/2$\times$Φ²$\times$ RΦ；类似于电气消耗能量：P = I²$\times$R；因为磁通量与电流等效，而磁阻与电阻的表现类似，但磁阻具有储能能力而无耗能特性。又由于电感器储能量定义：ε = 1/2$\times$I²$\times$L，与ε = 1/2$\times$Φ²$\times$ RΦ结合，可以推导出电感量L =(μc$\times$N²$\times$Ae)/Le。

3. 当磁芯增加气隙时，如果安匝数（N$\times$I）保持不变（即，磁动势不变），那么气隙磁芯的磁通密度B下降1/z，而取决于B²$\times$z的储存能量也以1/z下降，并不能增加能量储存；

4. 如果要使磁通密度B保持不变，即安匝数（N*I）增加z倍，那么能量存储以系数z倍增加。

电感器分类

1，磁芯分类

（1）磁性材料分类

1. 矩磁材料：具有矩形磁滞回线、剩余磁感强度Br和工作时最大磁感应强度Bm的比值,即Br/Bm接近于1；
   ——在两个方向上的剩磁可用于表示计算机二进的“0”和“1”，适合于制成“记忆”元件。

2. 压磁材料：具有压磁效应的材料称为压磁材料，可以用压磁材料制成来感知其磁性（磁导率）变化的传感器，从而检测其内部应力和外部载荷的变化。

3. 硬磁材料又叫永磁材料：是指那些被磁化后能长久保持高磁性，不易失去磁性的材料；其Hc大，Br大，磁滞回线的面积大，损耗大。
   ——例如高碳钢，铝镍钴合金，钛钴合金等，用于制造磁带（录音/录像）、磁盘等。

4. 软磁材料具有：磁导率大，易磁化、易退磁，磁饱和强度大，Hc小，B-H磁滞回线面积窄长，磁芯损耗小等特点。
   ——如图所示，包括磁纯铁，铁粉芯，硅钢坡莫合金(Fe，Ni)铁氧体等。软磁材料相对于硬磁材料特点如下图所示。

（2）对于软磁材料，有如下电感器常用材料：

1. 铁氧体（Ferrite）：以Fe2O3为主要成分，有Mn-Zn，Cu-Zn，Ni-Zn等；
   ——其中Mn-Zn（锰-锌）最为常用，具有窄而长的磁滞回线，高磁导率，低矫顽力等特点。

• 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；
• 应用：适于10K－500KHz频率，较低功率的应用；常用作高频变压器，小功率的储能电感器等，高磁导率的铁氧体也常用作EMI共模电感。

2. 铁粉芯（Iron Powder）：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（效果类似磁芯气隙）；
   ——常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。

• 优点：磁导率随频率和直流电流的变化相对稳定，成本较低；

• 缺点：磁导率低，高频下损耗高，存在高温老化问题；

• 应用：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：PFC电感，INV电感，BUCK电路的储能电感器等。

3. 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。

• 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。

• 应用：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。

4. 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；

• 应用：脉冲变压器，电感铁芯和功能性磁材料。

5. 铁硅铝粉芯（又称Sendust或Kool Mu）：由约9%铝、5%硅、85%铁粉构成。

• 优点：损耗较低，性价比较优；

• 缺点：价格比铁粉芯略高；

• 应用：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的电感器和逆变器的输出滤波电感器。
  

2，电感器分类

​ 根据电感器的结构不同可以分为：绕线型电感器（分：屏蔽和非屏蔽），一体成型电感器，叠层片式电感器以及薄膜电感器。
​ 在开关电源领域，一体成型电感器和绕线型电感器占大多数，而叠层片式电感器（包括磁珠）和薄膜电感器主要用于EMI滤波和RF应用。

（1）叠层片式电感器

1.MLCI

​ MLCI(MultiLayer Chip Inductor)：用铁氧体浆料（软磁铁氧体陶瓷）和导体浆料交替印刷、叠层、烧结，形成闭合磁路；MLCI采用了厚膜多层钝化技术和叠层生产工艺，实现了超小型表面安装（制造工艺同MLCC类似）。叠层片式电感一般尺寸小、便于安装和电路小型化，所以在单板电源滤波电路中应用非常广泛。
​ ——其中铁氧体是Fe2O3、NiO、ZnO、CuO等多种氧化物构成陶瓷材料，经烧结的铁氧体硬度高，磁导率高，电阻率高；铁氧体电感器中氧化物比例不同，可获得磁导率不同，使用磁导率不同的铁氧体制成形状尺寸、工作频段不同的电感器，在不同频段并保持较低的能量损耗。

叠层片式电感器的特点：

1. 具有良好的磁屏蔽性，烧结密度高，可靠性高，耐热好，可焊性好，机械强度好；
   ——线圈绕组被封闭在磁体内部，构成封闭磁环回路，所以磁场泄露很小。

2. 合格率低，成本高，电感量较小，Q值较低。

2.叠层片式磁珠

​ MLCB(MultiLayer Chip Bead)：叠层片式磁珠是叠层片式电感器的一种，其制作工艺和片感完全相同；主要用于消除存在于传输线路中的高频噪声。磁珠主要原料为铁氧体，高频噪声电流在铁氧体磁芯上产生的高速变化的交变磁场，并在磁芯中产生非常大的涡流损耗。
​ 磁珠工作原理：导线中的高频交变电流（高频噪声）产生了变化的磁场，同时变化的磁场又会产生涡流电场（电场与磁场垂直），如果磁芯的电阻较小，就会产生较大的涡流损耗，从而将特定频段的噪声以热能的形式释放掉。

3.叠层片式电感器与磁珠的对比

​ 磁珠就器件结构本质来说也是电感器的一种，只是所使用的磁芯材料与电感器有所不同；磁珠更加侧重于对某一频段噪声的吸收，所以磁珠就其功能来说是耗能元件，更类似于电阻器。电感器重点关注的参数是：电感量（L），品质因数（Q），自谐振频率（SRF）；而磁珠关注的参数是：阻抗（Z），电抗（XL），电阻（R）。

4.叠层片式电感器和磁珠的对比差别如下：

1. 电感器的单位是亨特(H)，磁珠的单位是欧姆(ohm)；
   ——假如以100MHz 为标准，比如磁珠标称：600Ω@100MHz，意思就是在100MHz 频率的时候磁珠的阻抗相当于600Ω。

2. 电感器是储能元件，磁珠是能消耗（涡流损耗）元件；

3. 电感器在高频段呈高感抗特性（XL = jωL，反射高频信号），低频段呈低阻性（DCR）；磁珠在高频段（>50MHz）呈高阻性，在低频呈低感抗特性；

4. 电感器多用于电源滤波回路，侧重于抑止CE（<30MHz）干扰；磁珠多用于电源以及信号回路高频噪声抑制，主要用于RE（>30MHz）的抑制。
   ——电感器用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHz；磁珠用来吸收超高频信号。

5.叠层片式电感器与绕线片式电感器特点对比

​ 绕线片式电感器的内部是磁芯+线圈绕组的结构，外部通过塑料外壳保护或直接裸露；绕线片式电感器的磁路是不闭合的，但其寄生电容小，Q值高，稳定性好，常应用于中高频电路。

（2）功率电感器

​ 功率电感器分为两类：一类是用于信号系统的RF电感器，另一类是用于电源系统的功率电感器。具有低直流阻抗Rdc，高Q值，大电流的特点

​ 功率电感更偏向于参考以下几个参数：

1. 电感量L： 电感器的标称感值，由于分布电容的存在，感量会随频率的变化而变化；功率电感器的精度一般为M（±20%）档或者N（±30%）档；

2. 直流电阻DCR： 指产品电极之间所用漆包线的总直流电阻；

3. 饱和电流Isat：指电感器在连续通直流电流的情况下，电感的电感量会下降，一般为电感量下降30%时的电流值规格；

4. 温升电流Irms：指电感器在连续通直流电流的情况下，电感表面的温度会上升，一般按照上升40℃时候的电流值来设定规格；

5. SRF：指由于电感及电感器本身分布电容的相互作用，使电感在某频率下达到谐振，功率电感要求使用在自谐频率以下（1/10的SRF）。

1.功率电感器类型

1. 金属合金绕线型(一体成型)电感器：采用绕线和涂布了树脂的金属磁性粉热压而成电感器。金属磁性材料与铁氧体材相比磁导率较低，但具有出色的直流叠加特性（磁饱和强度更大），属于适合大电流的磁芯材料。一体成型电感器磁屏蔽性能很好，漏磁非常小，适合应用于对磁场干扰敏感的电路（模拟信号，高速信号等）。
   ——一体成型的磁芯内部金属磁性粉通过绝缘树脂材料包裹进行绝缘，所以磁性粉之间存在间隙，类似磁芯气隙的作用。

2. 铁氧体绕线型电感器：将导线在铁氧体磁芯外部盘绕成螺旋状。铜导线上涂布了磁性树脂，树脂涂层的目的是减少漏磁通，提高电感磁通量的获取效率和强度；铁氧体的导磁率很高，适合高电感量领域使用。

3. 铁氧体多层型电感器：包括铁氧体材料技术、内部电极形成技术、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，实现了优异的直流叠加特性。实现需要小型化和薄型化领域的产品线。

​ 如图所示，对于铁氧体绕线型电感器和金属合金绕线型(一体成型)电感器，根据电感器屏蔽程度的不同，又可以分为如下多种类型：无屏蔽电感器，带磁屏蔽罩电感器，树脂涂层屏蔽电感器，一体成型电感器。

2.一体成型电感器优缺点如下：

优点：

1. 通过铁粉模压成型而成，相同封装下散热性能更好，更易实现大的额定电流；
   ——压铸成型的生产工艺方式，更适合批量自动化生产。

2. 不易产生磁饱和，具备出色的直流叠加特性；

3. 相较磁封胶结构、带磁屏蔽以及叠层片式电感器具有更好的磁屏蔽效果；

4. 有很好的温度特性，温度对金属磁性材料导磁率的影响较小。

5. 同样尺寸和L值的一体成型电感在开关电源中损耗更少，效率更高；与铁氧体多层型测试结果相比，约为3%

缺点：

1. 由于其磁芯材料是铁粉合金，所以在长期高温、高湿环境中相对更加容易生锈；

2. 磁芯材料是铁粉外包裹绝缘树脂组成，在高压下可能会击穿包裹铁粉的绝缘层，所以一体成型电感器有额定工作电压的要求。
   ——一体成型电感器需要关注电感器规格资料中最大工作电压的要求，避免电感器在实际应用中过压击穿失效。

（3）薄膜电感器

​ 薄膜电感器：一种采用积层结构和真空薄膜工艺制作的电感器；它的特点如下：

1. 可靠性高（高稳定性），易于集成化和片式化；

2. 体积超小（0603/0402），电气性能高；

3. 高精度；

4. 高Q值，高SRF。

​ 适用于移动通信设备小型、轻量化趋势，感值偏差较小以及Q值高的RF电路的耦合和共振。

（4）共模电感器（共模扼流圈）

​ 共模电感器(Common mode Choke)：以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。

1.工作原理：

​ 流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。

• 所谓共模信号是两个幅度相等、相位相同的信号；如下图所示，对于共模信号（I1和I2电流大小相等，方向相同），那么I1和I2产生的磁力线的方向相同，且当I1 = I2且电流方向相同时，穿过磁芯的磁力线为两倍，对于共模电感器来说，其电感量就为L+M
  ——共模信号一般来自电网，共模信号会影响电路板的正常工作，也会以传导干扰（CE）的形式干扰周围环境。
• 如下图所示，磁力线方向可以根据万能的右手螺旋法则获得，当共模线圈中流过相同方向电流时，I1和I2所产生的磁力线方向相同（如下右图所示），穿过磁芯的磁力线就会被叠加，对于共模电感其来说其电感量也越大；
  ——Φ = BS，共模电流产生的磁通量方向相同，所以磁通量变大，L = NΦ/I，对于线圈1来说I1电流对应I1+I2= 2I1的磁通量，所以电感量加倍了。

• 所谓差模信号是两个幅度相等、相位相反的信号；如下图所示，对于差模信号（I1和I2电流大小相等，方向相反），那么I1和I2产生的磁力线的方向相反，且当I1 = I2且电流反向相反时，穿过磁芯的磁力线为0（两个线圈完全对称），对于共模电感器来说，其电感量就为0。
  ——这正是电源输入接口使用共模电感器的原因，电源电流输入和GND电流输出，它们大小相等、方向相反，所以共模电感器对电源正常工作的电流没有任何作用。

• 共模电感器的模型如下图所示，如果共模信号的频率太高，那么输入和输出线之间的寄生电容将对磁芯产生旁路的作用，从而降低共模电感的有效性。
  ——共模电感的应用是有频率限制范围的，只能抑制某频段内的共模噪声。

2.设计原则

设计共模电感器时，我们需要考虑符合如下原则：

1. 电路正常工作状态下的额定电流，不会达到共模电感器的磁饱和状态；
   ——一旦达到磁饱和状态，共模电感就失去了对噪声的抑制能力。

2. 高频阻抗足够大（自谐振点要高），且有一定的频宽，且对工作频率信号电流阻抗较小；
   ——如果应用于输入电源的共模噪声滤波，其最高频率为30MHz以下（CE）。

3. 温度系数要小；

4. 直流阻抗（Rdc）要尽量小；
   ——虽然要对共模信号抑制，但对差模信号的损耗要越小越好，例如对于输入电源共模电感器应用，电源和GND线是差模信号，共模电感器的RDC越大，那么损耗越大。

5. 电感值稳定，感应电感量尽量大；

6. 绕阻之间绝缘性能满足安规要求；

   ——共模电感一般用于对外接口（电源接口、信号接口等），会接触到高压冲击信号，所以其绝缘性能必须满足安规要求，避免共模电感器损坏。

7. 线圈尽可能单层绕制，减小线圈寄生电容，增强线圈对瞬时过压承受能力。
   ——线圈间寄生电容越大，共模电感器越容易通过电容被击穿，大能量浪涌电压穿透共模电感器传递到电路内部，从而起不到共模防护的作用。

（5）磁环

​ 磁环是一个环状的导磁体，是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用。一般使用铁氧体材料制成，是损耗式滤波器，主要用于抑制线缆上的传导干扰；其工作原理是：在不同的频率下有不同的阻抗特性：在低频时阻抗很小，当信号频率升高磁环表现的损耗急剧升高。
​ ——从对磁环的描述来看，其工作原理与磁珠非常类似：都是利用磁芯涡流损耗，来损耗线路中的高频信号噪声。
​ 磁环与其它电感器件有非常明显的不同——它与电路之间没有电气连接，只是一个单纯的磁芯。所以我们也能猜出，磁环并不是用在单板电路中，而是用于设备线缆上：将电源线、信号线（网线/电话线/DVI线等等）绕在磁环上，避免EMI干扰。

（6）变压器

​ 变压器就其本质来说也是一种电感器，利用电磁互感应来变换电路中交流电压、电流和阻抗特性的器件。
​ 变压器的原理是：当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压。
​ ——根据电磁感应原理，如下图所示，当变压器输入交流电压Vin时，其原边感应电压Vin = -N1* dΦ/dt，副边感应电压为Vout = -N2dΦ/dt；由于原边和副边线圈共用1个磁芯（不考虑漏磁），其通过原边和副边的磁通量变化相同，所以Vout = -N2$\times$(-Vin/N1) = Vin$\times$N2/N1，可得Vout/Vin = N2/N1 = n（匝数比）。所以对于理想变压器原理：其绕组匝数比不同最终导致的是各绕组之间的电压比不同，与绕组是否流过电流无关；Pin = Pout，Vin * Iin = Vout * Iout，所以：Iout/Iin = Vin/Vout = N1/N2。

​ 变压器的结构：由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈（原边），其余的绕组叫次级线圈（副边）。变压器的能量转换并非100%，就算是副边空载也一样存在损耗，称之为空载损耗；

1.变压器分类

• 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。

• 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。

• 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器、壳式变压器、环型变压器、金属箔变压器。
  ——壳式变压器铁芯包围住线圈，形成一个外壳；而芯式变压器铁芯大部分在线圈之中，只有一部分在线圈外作为磁回路。

• 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。

• 按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。

2.变压器结构

变压器主要由：磁芯，骨架，漆包线，胶带，套管，铜皮，绝缘油等构成

1. 磁芯材料的选择依据：1，工作频率范围；2，饱和磁密度（磁感应强度）大小；3，磁芯的损耗。

2. 磁芯形状的选择依据：1，功率密度要求；2，成品高度的限制；3，绕阻的多少；4，漆包线的引出形式。

3. 变压器绕线：主要关注绕线方式以及漆包线的选择

3.变压器参数

1. 额定功率：在规定频率和电压下，变压器长期工作而不超过规定温升的最大输出功率；

• 额定功率包含部分无功功率，单位为VA，一般在数百VA以下；

• 额定功率与磁芯体积、绕组导线直径等有关：同样情况下，磁芯体积越大，导线越粗，额定功率也越大。

2. 工作频率：是变压器传输不同频率信号能力的重要参数，变压器磁芯/铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。
   —— 加在变压器上的电压频率若在其频率范围以外时，可能出现工作时温度过高或不能正常工作等现象。

3. 额定电压：在变压器线圈上所允许施加的最大电压；
   —— 变压器长期、可靠、稳定运行所能承受的最大工作电压。

4. 额定电流：变压器在额定容量下，长期可靠、稳定运行所允许通过的最大电流。

5. 电压比（K）：指变压器初级电压和次级电压的比值：空载电压比和负载电压比；
   ——理想变压器的电压比跟空载或负载无关，但是实际绕组铜线的损耗（压降）、磁芯损耗以及漏感在空载和负载条件下不同，造成了空载电压比和负载电压比的差别。

6. 效率：指在额定负载的情况下，副边功率P2与原边功率P1比值的百分比：η =P1/P2；一般变压器的额定功率愈大，效率就愈高。

7. 漏电感：变压器原边绕组中电流产生的磁力线不可能全部都通过副边绕组，而不通过副边绕组的磁力线就叫漏磁通；由于漏磁通而产生的电感，称为漏感。

8. 空载电流：变压器次级开路时，原边仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯/磁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流；

9. 空载损耗：指变压器副边开路时，在原边测得功率损耗；主要损耗是铁芯/磁芯损耗，其次是空载电流在原边绕组铜阻上产生的损耗（绕组损耗），这部分损耗很小，可以忽略不计。
   ——铁芯/磁芯损耗由磁滞损耗和涡流损耗组成；磁滞损耗与导磁材料的磁化曲线面积成正比，与磁通密度的平方成正比；而涡流损耗与磁通密度、导磁材料厚度以及频率的平方成正比；降低空载损耗就要降低磁通密度（B），其结果导致导磁材料的重量增加；或者采用高导磁，低损耗的导磁材料，或者采用厚度更薄的导磁材料。

10. 绝缘电阻：表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能好坏的参数。

• 绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关；
• 如果电源变压器的绝缘电阻太低，就可能出现一次绕组与二次绕组间的短路，造成电气设备的损坏，外壳带电的危险。
  ——对于电源变压器，绝缘电阻应在10MΩ以上。

（7）网络隔离变压器

​ 网络变压器又称为网络隔离变压器，由于以太网是常用对外通信接口，网络变压器的使用也是非常的多，同时其种类也非常多。

1.网络变压器主要有三个作用：

1. 传输数据：把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端；
   ——有两部分功能：1，滤除杂波；2，不同电平之间的转换（AC耦合）；

2. 隔离：对网线连接的不同网络设备不同电平进行隔离，防止不同电压（不同参考地或浮地）通过网线传输损坏设备；

3. 浪涌防护：对设备起到一定的共模浪涌防护作用。

电感器应用

1，磁珠的应用

​ 磁珠主要用于对传导（CE）/辐射（RE）干扰的抑制。
​ ——电磁干扰（EMI）分为：传导干扰（CE）和辐射干扰（RE），主要差别在于传导干扰（CE）频段集中在30MHz以下，通过电缆为载体传播；辐射干扰（RE）频段在30MHz以上，通过空间辐射方式传播。

1. 信号（data）与噪声（noise）的频率分布不同：一般信号工作于磁珠低频低阻区域，而噪声频段分布在磁珠的高阻区，从而达到有效抑制噪声电平的效果；

2. 如上图所示，对信号进行低通滤波：噪声频率越大则阻抗越大（阻抗来自于磁芯材料的损耗），从而噪声通过后的衰减越大；
   ——一般信号的频率<10MHz，抑制噪声信号的频率<2GHz（高频磁珠可以达到2G~3GHz范围）。

• 通用磁珠：一般通流能力<0.5A；

• 尖峰磁珠：用于屏蔽确定频率的强噪声；

• 大电流磁珠：用于电源电路、大电流电路的噪声屏蔽，一般通流能力>0.5A。

根据不同磁珠的不同特性，磁珠可以应用于不同的硬件电路设计中：

3. 大电流磁珠最常用于DC电源的传导干扰抑制：应用在单板内芯片端电源输入管脚的噪声抑制，需要明确的是这种抑制是双向的：既抑制芯片电源干扰到单板电源，又阻止单板电源干扰到芯片电源管脚。如下图所示，电源上存在高频噪声，其频段为50MHz~250MHz，为了避免芯片受到板级电源平面上的高频噪声干扰，在芯片电源输入管脚端增加磁珠滤波（一般为π型滤波）。

4. 数字电路的干扰抑制：数字信号有丰富的高频谐波，容易产生辐射干扰，通过选择不同型号的磁珠来抑制不同的高频分量；这种硬件设计主要用在对外接口信号线上，防止噪声通过对外接口信号线传播到设备外面，造成RE超标。

5. 一般传导干扰（CE）以差模方式传播，辐射干扰（RE）以共模方式传播，所以采用不同的方式进行抑制；
   高速数字信号，如USB2.0等，产生的干扰以辐射干扰（RE）噪声为主，可采用共模磁珠抑制，同时也可以改善信号质量。

2，叠层片式电感器的应用

​ 叠层片式电感器的选择，须兼顾较小的电感量波动和较高的品质因数Q；中低频片式电感器采用铁氧体材料制作（高磁导率的黑色瓷体），高频片感采用陶瓷材料制作（低磁导率的白色瓷体）。叠层片式电感器由于体型较小，其额定电流（最大工作电流）一般小于0.5A；感量一般在nHuH级别，精度J=±5% K=±10% M=±20%，Q值一般为4070。

​ 根据前期电感器特性的分析以及电感器实际应用，电感器需要工作在感值较稳定，感抗相对较大（达到良好抑制作用），Q值也相对较大的区域。
​ 叠层片式电感器一般用于RF滤波电路，由LC组合构成，同时还有阻抗匹配的功能。工作频率较高时，要求电感器有较高的Q值与极高的L精度，以确保较低的插入损耗。

3，功率电感器/变压器的应用

1. 电感器的感值L的大小，主要影响开关电源输出纹波电流∆IL的大小：感值高纹波电流小，感值低则纹波电流大；同时纹波电流决定了磁芯损耗的大小；

2. 功率电感器的额定电，流选择Isat和Irms中较小的值，一旦超过额定电流，电感器性能无法保障，电感器在Buck开关电源中最大电流Imax = Io + ∆IL/2；

3. DCR是电感器直流电阻值，是电感器在开关电源中损耗的重要组成部分，直流阻抗值越小越好；

4. 屏蔽电感器与非屏蔽电感器对外部的电路影响不同，同时非屏蔽电感器容易受到外部磁性元件或PCB铜皮的影响,所以尽可能使用磁屏蔽封装功率电感器。

4，网络变压器的应用

网络变压器的使用，首先需要根据10M、100M、1000M不同的速率来选择合适的变压器。

我们在使用网络变压器时，看到变压器中间抽头的接线方式有很多种，这主要是由所使用PHY芯片的UTP驱动类型决定（参考PHY芯片资料推荐连接方式）：

• 如果是电流驱动，就需要将网络变压器抽头接至电源；电源具体接多少，取决于PHY芯片的UTP端口电平；电流驱动类型驱动变压器的工作原理。

如果是电压驱动，直接接一个电容到GND即可；其工作原理如下图所示。