ZHCAB50C March   2015  – May 2021 LDC0851 , LDC1001 , LDC1001-Q1 , LDC1041 , LDC1051 , LDC1101 , LDC1312 , LDC1312-Q1 , LDC1314 , LDC1314-Q1 , LDC1612 , LDC1612-Q1 , LDC1614 , LDC1614-Q1 , LDC2112 , LDC2114 , LDC3114 , LDC3114-Q1

 

  1.   商标
  2. 1传感器
    1. 1.1 传感器频率
    2. 1.2 RS 和 RP
      1. 1.2.1 交流电阻
      2. 1.2.2 趋肤效应
  3. 2电感器特性
    1. 2.1 电感器形状
      1. 2.1.1 不同电感器形状的示例使用
    2. 2.2 匝数
    3. 2.3 多层
      1. 2.3.1 串联线圈的互感
      2. 2.3.2 多层并联电感器
      3. 2.3.3 温度补偿
    4. 2.4 电感器尺寸
    5. 2.5 自谐振频率
      1. 2.5.1 SRF 测量
      2. 2.5.2 可提高绕线电感器 SRF 的技术
  4. 3电容器特性
    1. 3.1 电容器 RS、Q 和 SRF
    2. 3.2 寄生电容的影响
      1. 3.2.1 建议的电容器值
    3. 3.3 电容器放置
  5. 4物理线圈设计
    1. 4.1 使用 WEBENCH 的示例设计过程
      1. 4.1.1 一般设计序列
    2. 4.2 PCB 布局建议
      1. 4.2.1 最大限度地减少传感器附近的导体
      2. 4.2.2 用于 PCB 的传感器过孔和其他技术
  6. 5总结
  7. 6参考文献
  8. 7修订历史记录

2.2 匝数

GUID-4129319B-B37F-428F-BE92-72DC8CC4E4BE-low.gif图 2-4 扁平圆形螺旋电感器

对于单层 PCB 螺旋电感器，参考文献 [1] 中讨论的莫汉方程有助于理解电感与线圈几何形状之间的关系。该方程可用于针对各种几何形状计算线圈的总电感：

Equation2. GUID-B4CEB424-E63F-4C09-9390-27D552ACA598-low.png

其中

  • K1 和 K2 取决于几何形状（基于电感器的形状）
  • μo 是自由空间的磁导率，即 4π×10−7
  • n 是电感器的匝数
  • davg 是各匝线圈的平均直径 = (dOUT + dIN)/2
  • ρ = (dOUT – dIN)/(dOUT + dIN)，表示电感器的填充比 – 很小的 ρ 值表示电感器为空心电感器 (dOUT ≈ dIN)，很大的值对应于 (dOUT ≫ dIN)
  • ci 是取决于布局的系数（基于几何形状）（对于圆形，请使用 c1 = 1.0、c2 = 2.46、c3 = 0、c4 = 0.20），对于其他形状，请参阅 [1]

总电感与匝数成正比，因此可以通过调整匝数来有效地控制总电感。不过，当增加内侧匝数（这会减小内径）时，davg 值开始减小，从而减小额外匝数产生的附加电感。对于大多数应用而言，dIN/dOUT 之比必须大于 0.3，以获得较高的电感器 Q。之所以需要遵守该指导原则，是因为内匝不会占很大的面积，对整体电感的贡献不大，但仍会使 RS 增大。不过，对于目标非常靠近传感器的应用（例如金属触控）而言，低至 0.05 的比率通常是可以接受的，因为内匝可提供更高的灵敏度。更多信息，请参阅参考文献 [2]。

GUID-D394BD59-A285-40FB-A54C-06585950E9A5-low.png图 2-5 18mm 圆形电感器的电感与匝数之间的关系

可添加匝数的一个关键限制是实际的最小 PCB 引线宽度 – 常见值为 0.1mm（或 0.004in）。在此约束下，传感器直径每增加 2mm，PCB 电感器最多可增加 5 匝。

在图 2-5 中，可以看到前几匝贡献的电感最多，而最后几匝贡献的电感较少。该示例采用外径为 18mm、引线宽度和引线间距为 0.15mm 的线圈，显示总电感在大约 20 匝时趋于稳定。