【導(dǎo)讀】偶爾看到“芯片之家“發(fā)布的由安富萊硬漢提供的，據(jù)說是TDK整理的一套圖文并茂的文章，覺得尤其適合學(xué)習(xí)電子設(shè)計(jì)技能的朋友們，故在此也分享一下，并由蘇老師加了一些文字注釋。
從電磁場理論 - “變化”的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，因此當(dāng)有交流電流過由線圈構(gòu)成的電感的時(shí)候，電磁之間的互相轉(zhuǎn)換也就讓電感器成為重要的儲(chǔ)能元件，并通過對電流變化產(chǎn)生的反應(yīng)起到對信號變化的處理作用 - 表象的作用就是抑制交流信號，直通直流信號。
要理解電感器的功能和電感器的各種參數(shù)，就要從電磁理論進(jìn)行分析了。
了解了其工作原理，也就理解了電感器的主要作用 - 抑制不需要的變化的干擾信號，通過電磁能量互轉(zhuǎn)（所謂的儲(chǔ)能）達(dá)到穩(wěn)定電壓的作用。
不要看小小的電感，其實(shí)品類繁多，不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ鋮?shù)的要求是不同的，需要的材質(zhì)也是不同的，其封裝自然也不一樣。
市場最大量的產(chǎn)品基本都是消費(fèi)類的，尤其是手機(jī)，因此電感在手機(jī)中的應(yīng)用也就決定了手機(jī)的不同功能驅(qū)動(dòng)著電感器的不斷進(jìn)步。
這張圖給出了電感器的生產(chǎn)加工過程，還挺復(fù)雜的吧？想當(dāng)年我為了做一個(gè)5V轉(zhuǎn)400V的DC-DC變換器，還自己親手用漆包線繞了高頻變壓器。在集成電路高度集成化并以摩爾定律的速度加速發(fā)展的今天，全球的高科技技術(shù)人員竟拿電感器無可奈何，無法同其它器件一起集成到器件內(nèi)部，在電源電路中只好將開關(guān)頻率提高，電感器可以做的更小?；蚋挠闷渌姆绞奖M量避開使用大個(gè)頭的電感器。
電容和電感就像一堆孿生兄弟一樣，很多場合下是成對出現(xiàn)的，因此談到電感，那一定也要談?wù)勲娙萘恕?/div>
對于交流信號，電感器是玩命阻礙，電容器卻是盡量搭橋，隔直流、通交流也就是電容器的特點(diǎn)嘍。就像防洪堤壩一樣，電容器將洶涌的電荷隔離在兩側(cè)，這兩側(cè)的正負(fù)電荷不斷累積也就形成了很強(qiáng)的能量，所以電容器也就有儲(chǔ)能的作用，甚至可以替代電池使用。
這張圖上可看出電容器的作用都是圍繞著其阻隔直流，通交流來實(shí)現(xiàn)的，包括儲(chǔ)能、濾波。。?？闯鰜砀姼胁灰粯拥\(yùn)共同的地方了吧？在數(shù)學(xué)上二者是相生相殺的冤家。
就如電感一樣，電容的應(yīng)用場景不同對電容的參數(shù)、材料要求也不同，封裝也有多種多樣。在PCB板上，可以沒有其它器件，但不能沒有電容，只要有電的地方就一般會(huì)有電容的存在。最常見的電容估計(jì)就是0.1uF的貼片陶瓷電容了，0805、0603封裝的，估計(jì)每個(gè)工程師的工作臺(tái)上都有一大把，在電路圖上可以放心地安放在各組供電電壓的管腳上。
全球有幾個(gè)做無源器件（也就是電阻、電容、電感器件）的大佬，TDK算是之一，這個(gè)圖文并茂的文章就是TDK，此圖可以看出TDK在電容方面的技術(shù)、工藝和不斷探索付出的努力。
簡單分析了一下電感器、電容器的原理、應(yīng)用和材料，現(xiàn)在就要看一下這些器件是具體如何用的了，先看每個(gè)家庭都有的數(shù)字電視設(shè)備，電感器和電容器最大的應(yīng)用就是在電源變換中，無論是直接從AC上變換得到DC，還是通過低壓的DC得到DC。當(dāng)然電感器和電容器搭檔也是對模擬信號調(diào)理中帶寬處理的必要組成部分。電感器和電容器的不同組成方式也就對輸入的波形能夠產(chǎn)生不同的頻率處理作用。
汽車電子是當(dāng)今電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，其最大的特點(diǎn)就是可靠性，因此對各種元器件的可靠性要求也是極高的 - 耐高溫、耐嚴(yán)寒、耐振動(dòng)等等，畢竟車不是溫室里的家用電器而且對運(yùn)動(dòng)中的安全性要求不是一般的苛刻。
電源是所有電器的“胃”，給每個(gè)部位提供能量，營養(yǎng)好不好也會(huì)影響到電子產(chǎn)品肌體的健康。下面來看看電源部分的基礎(chǔ)理論以及構(gòu)成。
說起電源，先要明白AC和DC的區(qū)別以及這二者的適用的場景。由于交流輸電（AC）效率最高，因此到家的插座上的電基本都是AC的，但要供電路板上的集成電路工作，那就需要各種不同電壓的DC了。所以需要將AC變成DC，或者將某一種電壓的DC變換成其它電壓的DC，這就是電源變換的作用。
由于世間的一切都不是理想化的，有各種變數(shù)，因此如何在各種可能變化的情況下還要保證穩(wěn)定的供給，也就是需要在輸入電壓發(fā)生變化、輸出負(fù)載發(fā)生變化的情況下，如何保持穩(wěn)定的電壓輸出并提供足夠的電流， 這就需要穩(wěn)壓電路來實(shí)現(xiàn)。按照調(diào)控的樞紐器件 - 三極管工作的狀態(tài)：線性、開關(guān)可以將穩(wěn)壓電路分為線性穩(wěn)壓和開關(guān)穩(wěn)壓兩種，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。具體的應(yīng)用場景應(yīng)該選用適當(dāng)?shù)淖儞Q方式，或者二者的有機(jī)結(jié)合。
將交流供電電源中攜帶的能量轉(zhuǎn)換到通過直流電壓承載的能量，需要先將來回奔跑的力量轉(zhuǎn)變成一個(gè)方向奔跑的洪流，這個(gè)過程就是“整流”，再將一個(gè)方向上的起伏進(jìn)行平滑，就可以得到步調(diào)一致，穩(wěn)定向前的直流。在這個(gè)過程中具有單向?qū)щ娦缘亩O管起到了梳理流動(dòng)方向的作用，在整流中不可或缺，對電壓的起伏進(jìn)行平滑就用到了具有儲(chǔ)能作用的電感和電容了。電感器、電容器以及電阻器這三大無源器件就像三大兵種一樣各司其職，互相配合，起到疏導(dǎo)、維穩(wěn)的作用。
正如前面所講，兩種穩(wěn)壓的方式各有千秋，因二者的構(gòu)成結(jié)構(gòu)不同，三極管的工作狀態(tài)不同，但都離不開電感器和電容器做為儲(chǔ)能元器件所扮演的角色。
從一個(gè)直流電壓變換到另一個(gè)直流電壓有多種方式，取決于兩個(gè)電壓的值以及輸入、輸出要求的電流大?。ㄒ簿褪枪β实拇笮。?、穩(wěn)定度等，需要選用不同的變換拓?fù)湟约霸骷?/div>
任何的變換都會(huì)有一定的損失，在電源變換中被變換的本質(zhì)上是能量，因此對變換的效率要求是越高越好，也就是說損失、損耗越小越好。要提高轉(zhuǎn)換效率，除了降低器件的損耗之外，還可以通過一定的控制來避免不必要的浪費(fèi)。在本圖中列出了幾種能夠提高電源轉(zhuǎn)換效率的手段以及對各類元器件的要求。
推薦閱讀：
特別推薦
- 安森美與舍弗勒強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，EliteSiC技術(shù)驅(qū)動(dòng)新一代PHEV平臺(tái)
- 安森美與英偉達(dá)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，800V直流方案賦能AI數(shù)據(jù)中心能效升級
- 貿(mào)澤電子自動(dòng)化資源中心上線：工程師必備技術(shù)寶庫
- 隔離變壓器全球競爭圖譜：從安全隔離到能源革命的智能屏障
- 芯海科技盧國建：用“芯片+AI+數(shù)據(jù)”重新定義健康管理
技術(shù)文章更多>>
- Wi-Fi HaLow USB網(wǎng)關(guān)：開啟物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)距離連接新時(shí)代
- 德州儀器電源路徑充電技術(shù)解析：如何實(shí)現(xiàn)電池壽命與系統(tǒng)性能的雙贏？
- 光伏電流檢測技術(shù)革命：TI封裝內(nèi)霍爾傳感器如何重塑太陽能系統(tǒng)效能？
- SiC如何重塑工業(yè)充電設(shè)計(jì)？隔離DC-DC拓?fù)溥x型指南
- 村田中國亮相2025開放計(jì)算創(chuàng)新技術(shù)大會(huì)：以創(chuàng)新技術(shù)驅(qū)動(dòng)智能化發(fā)展
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
EMI
EMI濾波器
Energy Micro
EPB
ept
ESC
ESD
ESD保護(hù)
ESD保護(hù)器件
ESD器件
Eurotect
Exar
Fairhild
FFC連接器
Flash
FPC連接器
FPGA
Fujitsu
Future
GFIVE
GPS
GPU
Harting
HDMI
HDMI連接器
HD監(jiān)控
HID燈
I/O處理器
IC
IC插座
