工字電感（也稱為繞線電感或工字形磁芯電感）因其結構簡單、成本低、性能穩定，廣泛應用于電源濾波、EMI抑制、DC-DC轉換等電路中。選擇工字電感時，需綜合考慮以下核心參數，以確保其滿足電路設計需求：

一、電感值（L）

1. 定義

• 電感值是電感的核心參數，表示電感對電流變化的阻礙能力，單位為亨利（H），常用毫亨（mH）、微亨（μH）表示。

2. 選擇依據

• 電路需求：

• 根據電路的濾波頻率、諧振頻率或儲能需求確定電感值。

• 例如，在DC-DC轉換器中，電感值影響輸出紋波和瞬態響應。

• 計算方法：

• 通過公式 L=f×ΔILVout×(1?D) 計算（適用于Buck電路），其中 D 為占空比，f 為開關頻率，ΔIL 為電感電流紋波。

3. 注意事項

• 電感值會隨溫度、電流和頻率變化，需選擇標稱值接近計算值的電感，并留有一定余量。

二、額定電流（I_rated）

1. 定義

• 額定電流是電感在溫升不超過規定值（通常為40°C）時能持續通過的最大電流，單位為安培（A）。

2. 選擇依據

• 電路電流：

• 確保電感的額定電流大于電路中的最大工作電流（如DC-DC轉換器的峰值電流）。

• 飽和電流（I_sat）：

• 飽和電流是電感值下降到標稱值的70%~80%時的電流，需高于電路的瞬態電流峰值。

3. 注意事項

• 超過額定電流會導致電感溫升過高，甚至燒毀；超過飽和電流會導致電感值急劇下降，影響電路性能。

三、直流電阻（DCR）

1. 定義

• 直流電阻是電感線圈的直流電阻，單位為歐姆（Ω），直接影響電感的功耗和效率。

2. 選擇依據

• 功耗控制：

• DCR越小，電感的功耗越低，效率越高。

• 例如，在低功耗應用中，DCR應盡可能小（如<100mΩ）。

• 溫升影響：

• DCR過大會導致電感發熱，需結合額定電流和散熱條件選擇。

3. 注意事項

• DCR與電感的線徑、匝數和長度相關，通常在電感規格書中標明。

四、自諧振頻率（SRF）

1. 定義

• 自諧振頻率是電感與寄生電容發生諧振的頻率，此時電感呈現純阻性，失去電感特性。

2. 選擇依據

• 工作頻率范圍：

• 確保電路的工作頻率遠低于電感的SRF（通常至少低10倍），以避免電感性能下降。

• 例如，若電路工作頻率為100kHz，應選擇SRF>1MHz的電感。

3. 注意事項

• SRF越高，電感的高頻性能越好，但成本可能增加。

五、封裝尺寸與安裝方式

1. 封裝尺寸

• 工字電感的封裝尺寸多樣（如直徑、高度、引腳間距），需根據PCB布局和空間限制選擇。

• 示例：

• 小型化設備（如手機）可能選擇0603、0805等貼片封裝；

• 功率較大的應用（如電源模塊）可能選擇插件式工字電感。

2. 安裝方式

• 貼片式（SMD）適合自動化生產，插件式（DIP）適合手工焊接或大功率應用。

六、磁芯材料

1. 常見材料

• 鐵氧體：

• 高頻性能好，成本低，但飽和電流較低。

• 鐵粉芯：

• 飽和電流高，適合大電流應用，但高頻損耗較大。

• 金屬磁粉芯：

• 結合了鐵氧體和鐵粉芯的優點，適合中高頻、大電流應用。

2. 選擇依據

• 根據電路的頻率、電流和成本需求選擇磁芯材料。

七、溫度特性

1. 溫升影響

• 電感的電感值、DCR和飽和電流會隨溫度變化，需選擇溫度系數小的電感以保證穩定性。

2. 工作溫度范圍

• 確保電感的工作溫度范圍覆蓋電路的實際環境溫度（如-40°C至+125°C）。

八、成本與供貨

1. 成本

• 電感的成本與封裝尺寸、磁芯材料、額定電流等相關，需在性能和成本之間權衡。

2. 供貨

• 選擇市場供應充足、交期短的電感型號，避免因缺貨影響生產。

九、工字電感選型參數總結表

十、選型步驟示例

1. 確定電路需求：

• 例如，設計一個Buck DC-DC轉換器，輸入電壓12V，輸出電壓5V，開關頻率500kHz，最大負載電流2A。

2. 計算電感值：

• 假設紋波電流為最大負載電流的30%（即0.6A），占空比 D=VinVout=125≈0.42。

• 電感值 L=500×103×0.65×(1?0.42)≈9.67μH，選擇標稱值10μH的電感。

3. 選擇額定電流：

• 最大負載電流為2A，選擇額定電流≥2.5A的電感（留有余量）。

4. 檢查SRF：

• 電路工作頻率為500kHz，選擇SRF>5MHz的電感。

5. 考慮封裝和成本：

• 根據PCB空間選擇貼片式封裝（如1210），并比較不同供應商的價格和供貨情況。

十一、結論

工字電感的選擇需綜合考慮以下參數：

1. 電感值（L）：根據電路需求計算，并留有余量。

2. 額定電流（I_rated）：大于電路最大工作電流，并考慮飽和電流。

3. 直流電阻（DCR）：越小越好，以降低功耗和溫升。

4. 自諧振頻率（SRF）：遠高于電路工作頻率。

5. 封裝尺寸與安裝方式：根據PCB布局和空間限制選擇。

6. 磁芯材料：根據頻率、電流和成本需求選擇。

7. 溫度特性：選擇溫度系數小的電感，確保工作溫度范圍覆蓋實際環境。

8. 成本與供貨：在性能和成本之間權衡，選擇供貨充足的型號。

通過合理選擇這些參數，可以確保工字電感在電路中穩定、高效地工作。