电感大师培训资料

電感感感感寫真集真集真集真集[e-mail]報告人:張志明(南海十一郎)被被被被動元件元件元件元件簡介介介介　　無法以等效法以等效法以等效法以等效電路模路模路模路模擬出出出出電源源源源裝置的置的置的置的電子子子子元件，我元件，我元件，我元件，我們稱為被被被被動元件．元件．元件．元件．　　　電阻、電容、電感是電子電路中最基本，使用量最多的電子元件，合稱為三大被動元件．空心空心空心空心電感的等效感的等效感的等效感的等效電路路路路RCL使用總顆數123使用總金額312單價321電阻電容電感全球市場概況(單位:億美元)RCL2002年47.5134.4555.022003年48.93140.556.122004年53.35172.3358.92全球電阻電容電感市場概況附加價值加工,組裝,製造市場資訊研發應用技術行銷品牌客戶服務通路一般國內廠商奇力新,美磊,台慶,鈞寶,年程我我我我們的的的的電感感感感我我我我們的的的的電感感感感日系日系日系日系廠商商商商微笑曲線電的常的常的常的常識電荷：QQQQ單位：庫倫(Coulumb)電子帶負電，質子帶正電，二者帶電量相等．均為庫倫(Coulumb)19106.1−×電流：電荷的流動稱為電流．IIII單位：安培tQI∆∆=每秒鐘流過一庫倫的電量，稱為一安培．（一安培是蠻大的喔）電位：V單位：伏特　　將一單位正電荷自參考點（通常設在無窮遠處）．移至空間中某一定點，該電荷所獲得的位能，即為該定點的電位．r14qV0πε=電流：ＩＩＩＩ　　單位：安培電壓：VVVV單位：伏特觀念：克希苛夫電壓定律克希苛夫電流定律iV3V2V1V1+V2+V3=0在任一封閉迴路中,電壓的和為零.i1i3i2i1=i2+i3流進一節點的電流等於流出該節點的電流歐姆定律：定義　：R：電阻單位：歐姆思考：串，並聯時，電流又如何？電池的串，並聯電功率：單位：瓦特(Watt)RIIVP2==電力型不燃性固定線繞電阻器電力型不燃性波浪線繞電阻器電力型不燃性平型線繞電阻器電力型鋁殼線繞電阻器電力型可變線繞電阻器電力型圓磁管起動線繞電阻器電力型摺動可調式線繞電阻器電力型組合式負載電阻箱水泥型線繞電阻器不燃性線繞電阻器金屬皮膜固定電阻器不燃性金屬氧化皮膜電阻器碳膜固定電阻器厚膜晶片電阻器厚膜排列電阻器保險絲形繞線電阻器零歐姆/JW跳線電容的用途非常多，主要有如下幾種：1．隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。2．旁路（去耦）：爲交流電路中某些並聯的元件提供低阻抗通路。3．耦合：作爲兩個電路之間的連接，允許交流信號通過並傳輸到下一級電路4．濾波：這個對DIY而言很重要，VGA卡上的電容基本都是這個作用。5．溫度補償：針對其他元件對溫度的適應性不夠帶來的影響，而進行補償，改善電路的穩定性。6．計時：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時間常數。7．調諧：對與頻率相關的電路進行系統調諧，比如手機、收音機、電視機。8．整流：在預定的時間開或者關半閉導體開關元件。9．儲能：儲存電能，用於必須要的時候釋放。例如相機閃光燈，加熱設備等等。（如今某些電容的儲能水平已經接近鋰電池的水準，一個電容儲存的電能可以供一個手機使用一天。PassiveComponentsContentinCellularPhones(C,R,L)Nokia3210sideANokia3210sideBGlobalAveragesForCellularPhones(C,R,L)TantalumChipCapacitorMLCCChipResistorChipInductorPassiveComponentCountofNokia3210MLCC88PiecesTantalumChipCapacitor15PiecesChipResistor74PiecesChipInductors9PiecesTotalC,R,L186Pieces1999=53BillionPieces2000=81BillionPieces將一指南針放在一沒通電的導線旁,指南針指北.北電流導線通電流,指南針轉向導線切線方向.推而論之,電流會在空間產生一能量場,無以名之,我們稱之為磁場.什麼是電感?通電流會產生磁場的元件,稱為電感.什麼是電感?電流方向磁力線磁場　電流導線導線電流磁性材料（ferrite)電流0µ(:permeabilityoffreespace　真空導磁率))(0µµµr=(Permeability　導磁率)mH/10470−×=πµMaxwell方程組���∇×=−EBt∂∂��∇•=B0法拉弟定律��∇•=DρtDJH∂∂+=×∇����安培定律高斯定律無磁單極電感（Ｌ）dVdtddidiLdidtdtΦ=−Φ=−=−2LN∝Lµ∝1−=j電容：　　　)Re(cos0tjoevtvvωω==tjevCjidtdvCiωω0=⇒=fCjeCvjevZivZtjtjπωωω2100==⇒=電感：　　)Re(cos00tjeitiiωω==tjeiLjvdtdiLvωω0=⇒=fLjLjeieiLjZivZtjtjπωωωω200===⇒=理想電容,電感於a.c.的表現AlRσ=σµπδrf1=fCjZπ21=fLjZπ2=a.c.a.c.　假定假定2fωπ=理想元件低频高频阻抗值ZRRRRCCCCopenopenopenopenshortshortshortshort1/(2πfC)LLLLshortshortshortshortopenopenopenopen2πfL電容容容容爲高通元件高通元件高通元件高通元件高高高高頻----------------通通通通過低低低低頻----------------阻阻阻阻擋電感感感感爲低通元件低通元件低通元件低通元件低低低低頻----------------通通通通過高高高高頻----------------阻阻阻阻擋在頻域的基本觀念iAlAlRσ=ddielectric)(0rεεε=mF/10854.8120−×=εdACrεε0=(perittivity)FerriteCurrent0µ(:permeabilityoffreespace)µ∝L)(0µµµr=(Permeability)mH/10470−×=πµ感值感值感值感值與材材材材質導磁率成正比磁率成正比磁率成正比磁率成正比電容以電場形式儲存能量　1.)電壓不能瞬間改變2.)電壓不變,通過電容的電流爲零(1.穩定電壓)(2.蓄存電能)R,C,L的i,v關係iiivvvIVR=dtdvCi=dtdiLv=電感以磁感以磁感以磁感以磁場形式形式形式形式儲存能量存能量存能量存能量1.)1.)1.)1.)電流不能瞬流不能瞬流不能瞬流不能瞬間改改改改變2.)2.)2.)2.)電流不流不流不流不變,,,,跨跨跨跨過電感的感的感的感的電位差位差位差位差爲零零零零(1.(1.(1.(1.穩定定定定電流流流流)(2.)(2.)(2.)(2.蓄存磁能蓄存磁能蓄存磁能蓄存磁能))))電阻是消耗能量的元件阻是消耗能量的元件阻是消耗能量的元件阻是消耗能量的元件被被被被動元件元件元件元件主要原理和主要原理和主要原理和主要原理和應用用用用大R小R阻值大,電壓降大阻值小,電壓降小通過電流不變大R阻值大,通過電流小阻值小,通過電流大小R大R,小R電壓一樣電容任何能量進入低頻能量不能通過被擋回來高頻能量通過電感任何能量進入高頻能量不能通過被擋回來低頻能量通過2PIR=各電阻的功率消耗2VPR=各電阻的功率消耗理想理想理想理想的電容只儲存和釋放能量不消耗能量理想理想理想理想的電感只儲存和釋放能量不消耗能量ZRjX=+22ZRX=+ZR=12CZXfCπ==2LZXfLπ==VRI=被被被被動元件元件元件元件電阻、電容、電感是電子電路中最基本，使用量最多的電子元件，合稱為三大被動元件．電阻(R)單位:歐姆原理和原理和原理和原理和應用用用用1.)消耗能量2.)分流分壓3.)控制能量電容(C)單位:法拉1.)以電場形式儲存能量2.)平穩電壓3.)阻擋低頻能量電感(L)單位:享利1.)以磁場形式儲存能量2.)平穩電流3.)阻擋高頻能量IVR=dtdvCi=dtdiLv=阻抗值頻率Z理想的電阻,電容,電感概念RZR=fCZCπ21=fLZLπ2=050100150200250300110100100010000FREQUENCY(MHz)IMPEDANCE(Ω)|Z|XR電阻等效電路電容等效電路空心電感等效電路磁性材料電感等效電路不理想的被不理想的被不理想的被不理想的被動元件元件元件元件我們要的東西就是訊號.我們要讓訊號通過.我們不要的東西就是雜訊.我們要排除雜訊.一般的情一般的情一般的情一般的情況::::訊號的的的的頻率比率比率比率比較低低低低,,,,雜訊的的的的頻率比率比率比率比較高高高高....電感分感分感分感分類電子工程師========�控制能量==�讓需要的能量或訊號通過,將不需要的雜訊擋回去或消耗掉.電感是低通感是低通感是低通感是低通元件元件元件元件,,,,可以讓低頻能量通過,將高頻能量擋回去;另外,高頻時附加的電阻效應,可以將高頻能量直接消耗掉.電感EMI電感訊號處理電感差模雜訊阻抗器共模扼流圈功率電感TRANSFORMERBCC,TFU,BCC,TFU,BCC,TFU,BCC,TFU,BCB,BCCBCB,BCCBCB,BCCBCB,BCCSMDCHIPINDUCTORCL,NL,CLH,LCN,CL,NL,CLH,LCN,CL,NL,CLH,LCN,CL,NL,CLH,LCN,DIPINDUCTORPC,AL,RC,SLPC,AL,RC,SLPC,AL,RC,SLPC,AL,RC,SLSMDPOWERINDUCTORSSL,STD,SCD,SSL,STD,SCD,SSL,STD,SCD,SSL,STD,SCD,SCDS,SDS,SDTSCDS,SDS,SDTSCDS,SDS,SDTSCDS,SDS,SDTDIPINDUCTORTDH,SC,SL,TD,TDH,SC,SL,TD,TDH,SC,SL,TD,TDH,SC,SL,TD,BALUN排除雜訊處理訊號電感分感分感分感分類電源管理SMDCHIPBEADSB,GB,PB,NB,FBSB,GB,PB,NB,FBSB,GB,PB,NB,FBSB,GB,PB,NB,FBDIPBEADRH,,BCRH,,BCRH,,BCRH,,BC電感的感的感的感的分分分分類排除排除排除排除雜訊訊號處理理理理電源源源源處理理理理050100150200250110100100010000FREQUENCY(MHz)IMPEDANCE(Ω)|Z|XR排除雜訊020406080100120110100100010000FREQUENCY(MHz)QQv.s.FREQUENCY訊號處理LCfπ210=..0WBfQ=ZRjX=+22ZRX=+SCDS127T-4R7M-S012345678910110100100010000100000FREQUENCY(KHZ)L(uH)INDUCTANCEv.s.FREQUENCY020406080100120140160180200110100100010000FREQUENCY(MHz)L(nH)SCDS127T-4R7M-S01234567891002468101214161820IDC(A)L(uH)電源處理()divtLdt=01()(0)()titivtdtL=+∫tV無雜訊時電位差tV開關或其他的因素形成的雜訊PC,VGA,CPU,…等等任何電路電源或訊號((((負載))))開關電位差V電源電流I電源電流IPC,VGA,CPU,…等等任何電路電源或訊號((((負載))))開關電位差V電源電流I電源電流I雜訊電流雜訊電流ii差模雜訊簡單示意圗(請注意雜訊電流方向)D.C.電源或低頻訊號????主主主主機板板板板VGAVGAVGAVGA卡卡卡卡監視器器器器線路板路板路板路板或或或或…………........其它等