通常,開關型穩壓電源沒有功率電感就不能工作。但是,如果想改善它們對EMC的性能,可以從幾個方面入手,包括屏蔽效率、繞組起繞點和開關轉換。DC/DC開關電源在電源管理中至關重要,因為它們可以實現高效的電源供應。在這種情況下,功率電感是電源電路的關鍵元件,儘管開發過程中通常只會關注它的電氣特性,例如RDC、RAC和損耗,電磁輻射特性經常被忽視。
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(30MHz 至1GHz)的電磁輻射是由高頻振盪及其諧波引起的,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。
如前所述,DC/DC電路中功率電感產生的電磁輻射是不可以忽略的,還需要考慮相鄰元件的類型和間距,以及它們對磁耦合的敏感性,這尤其重要。隨著工程師對這一潛在EMC問題的認識不斷增強,元件製造商也通過推出新產品系列做出了回應。除了常規的非屏蔽電感外,還推出了屏蔽和半屏蔽器件。屏蔽電感將繞組完全密封在磁屏蔽材料製成的結構中。在非屏蔽線圈中,繞組通常是暴露在外,沒有磁屏蔽。電磁場的傳播不受限制,它們通常是電磁干擾中最強大的干擾源。通常,半屏蔽電感會將磁屏蔽材料通過環氧樹脂固定在的外露繞組上。
一般而言,工程設計的限制因素之一是尺寸。與同等尺寸的非屏蔽電感相比,屏蔽電感具有較低的電感量和飽和電流,以及較高的製造成本。初級工程師可能傾向於使用非屏蔽電感,因為其尺寸更小、成本更低、飽和電流更高。然而,這種選擇可能會導致一系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。