【導讀】通常，開關型穩壓電源沒有功率電感就不能工作。但是，如果您想改善它們對EMC的性能
，可以從幾個方麵入手，包括屏蔽效率
、繞組起繞點和開關轉換。

通常
，開關型穩壓電源沒有功率電感就不能工作。但是
，如果您想改善它們對EMC的性能，可以從幾個方麵入手，包括屏蔽效率
、繞組起繞點和開關轉換。

DC/DC kaiguandianyuanzaidianyuanguanlizhongzhiguanzhongyao，yinweitamenkeyishixiangaoxiaodedianyuangongying。zaizhezhongqingkuangxia，gonglvdianganshidianyuandianludeguanjianyuanjian，jinguankaifaguochengzhongtongchangzhihuiguanzhutadedianqitexing，liru RDC
、RAC和損耗，電磁輻射特性經常被忽視。圖 1 展示的是典型的帶有開關 S1 和 S2 的開關 DC/DC 電源電路。

圖 1：典型的具有開關 S1 和 S2 的 DC/DC 電路

開關電源中的功率電感

在開關電源中，功率電感可以使用各種不同的磁芯材料和繞組類型來來設計和組裝。此外
，功率電感器可分為非屏蔽、半屏蔽或屏蔽三種。每種類型的屏蔽都有不同的優點和缺點，這決定了其應用領域。

開關電源的開關過程在電感兩端產生交流電壓。從實際角度來看
，電感可以作為環形天線，電磁輻射取決於許多參數，包括磁芯

、屏蔽材料以及繞組的起繞點。

功率電感的開關頻率及其諧波在100kHz至30MHz較低頻率範圍內所發出的電磁輻射不僅取決於電感的屏蔽，還取決於繞組的特性。相比之下，電磁輻射在較高的頻率範圍（30 MHz 至 1 GHz ）的電磁輻射是由高頻振蕩及其諧波引起的
，它更多是由磁芯材料的屏蔽特性

、開關頻率和基本設計所決定的。

線圈輻射特性

如前所述，DC/DC dianluzhonggonglvdianganchanshengdediancifusheshibukeyihulvede，haixuyaokaolvxianglinyuanjiandeleixinghejianju，yijitamenduiciouhedeminganxing，zheyouqizhongyao。suizhegongchengshiduizheyiqianzai EMC 問(wen)題(ti)的(de)認(ren)識(shi)不(bu)斷(duan)增(zeng)強(qiang)

，元(yuan)件(jian)製(zhi)造(zao)商(shang)也(ye)通(tong)過(guo)推(tui)出(chu)新(xin)產(chan)品(pin)係(xi)列(lie)做(zuo)出(chu)了(le)回(hui)應(ying)。除(chu)了(le)常(chang)規(gui)的(de)非(fei)屏(ping)蔽(bi)電(dian)感(gan)外(wai)，還(hai)推(tui)出(chu)了(le)屏(ping)蔽(bi)和(he)半(ban)屏(ping)蔽(bi)器(qi)件(jian)。屏(ping)蔽(bi)電(dian)感(gan)將(jiang)繞(rao)組(zu)完(wan)全(quan)密(mi)封(feng)在(zai)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)材(cai)料(liao)製(zhi)成(cheng)的(de)結(jie)構(gou)中(zhong)。在(zai)非(fei)屏(ping)蔽(bi)線(xian)圈(quan)中(zhong)，繞(rao)組(zu)通(tong)常(chang)是(shi)暴(bao)露(lu)在(zai)外(wai)，沒(mei)有(you)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)。電(dian)磁(ci)場(chang)的(de)傳(chuan)播(bo)不(bu)受(shou)限(xian)製(zhi)
，它(ta)們(men)通(tong)常(chang)是(shi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)中(zhong)最(zui)強(qiang)大(da)的(de)幹(gan)擾(rao)源(yuan)。通(tong)常(chang)，半(ban)屏(ping)蔽(bi)電(dian)感(gan)會(hui)將(jiang)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)材(cai)料(liao)通(tong)過(guo)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)固(gu)定(ding)在(zai)的(de)外(wai)露(lu)繞(rao)組(zu)上(shang)。用(yong)於(yu)測(ce)量(liang) DC/DC 開關電源 (DUT) 中的電磁場的測試設置如圖 2 所示。

圖2：用於測量 DC/DC 電源中電磁場的測試裝置

與半屏蔽和非屏蔽電感相比，屏蔽電感的主要優勢是其電磁輻射相對較弱。圖 3 展示了這三種屏蔽類型的基本發射特性。

圖3：非屏蔽、半屏蔽和屏蔽電感的磁場測量結果

一(yi)般(ban)而(er)言(yan)，工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)的(de)限(xian)製(zhi)因(yin)素(su)之(zhi)一(yi)是(shi)尺(chi)寸(cun)。與(yu)同(tong)等(deng)尺(chi)寸(cun)的(de)非(fei)屏(ping)蔽(bi)電(dian)感(gan)相(xiang)比(bi)，屏(ping)蔽(bi)電(dian)感(gan)具(ju)有(you)較(jiao)低(di)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)和(he)飽(bao)和(he)電(dian)流(liu)，以(yi)及(ji)較(jiao)高(gao)的(de)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)。初(chu)級(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)可(ke)能(neng)傾(qing)向(xiang)於(yu)使(shi)用(yong)非(fei)屏(ping)蔽(bi)電(dian)感(gan)，因(yin)為(wei)其(qi)尺(chi)寸(cun)更(geng)小(xiao)
、成本更低、飽和電流更高。然而
，這種選擇可能會導致一係列在設計階段後期難以解決的 EMC 問題。

伍爾特電子是少數幾家提供半屏蔽電感的製造商之一，這類電感能夠成功地填補在空間要求
、電氣特性和 EMC 之間的差距，尤其適用於電感周邊元件對輻射不會特別敏感的場景。

如圖 4 所示，尺寸為 8040 的 WE-LQS 半屏蔽功率電感器（744 040 841 00）與尺寸為 7345 的 WE-PD 係列的屏蔽電感（744 777 10）和尺寸為 7850 的 WE PD2 係列的非屏蔽電感（744 775 10）相比
，具有出色的飽和特性。

圖4：屏蔽（灰色）、半屏蔽（黑色）和非屏蔽（紅色）電感的飽和特性對比

繞組起繞點的影響

一個經常被忽視的 EMC 關鍵特性是繞組的起繞方向，它由電感上的“點”來標識（圖 5）。將電感標有點的一側盡可能靠近開關節點來連接非常重要，因為這一側的 dU/dt zhizuigao，yinciganraoyezuida。waiburaozuhuipingbikaiguanjiedianzaikaiguanshidianliuqiehuanyinqidezaoyin。ruguojiangweibiaojideyiduanlianjiedaokaiguanjiedian，zejiaoliuzhengxiangdianyahuichuxianzaiwaicengraozu。zhekenenghuidaozhiqiangliedezaoyinouhe。

圖5：WE-XHMI 和 WE-PD2 電感上標示了繞組起繞點

磁屏蔽電感有效屏蔽了磁場輻射
，但並不總能屏蔽電場輻射。電場的屏蔽效率取決於磁芯材料的特性和磁導率：磁芯材料越強、導磁性越好，電感的電場屏蔽效率就越高。

題為“電源管理中功率電感的電磁輻射特性”的應用文檔中提供了對開關轉換引起的電磁幹擾信號以及近場和遠場中各種材料的屏蔽效應的詳細講。

（來源：電子工程世界，作者: Ranjith Bramanpalli，伍爾特電子產品應用工程師）

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