1.3 电感 IND Inductance

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1.3 电感 IND Inductance

2023-07-12 23:20| 来源: 网络整理| 查看: 265

1.3 电感 1 电感是什么?2 作用是什么?3 有哪些参数?3.1 饱和电流Isat(较大)3.2 温升电流Irms(较小)3.3 允许偏差3.4 品质因数3.5 分布电容3.6 自谐频率SRF 4 分类5 计算公式6 应用注意事项7 参考网站

1 电感是什么?

电感线圈是由导线⼀圈靠⼀圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,⽽绝缘管可以是空⼼的,也可以包含铁芯或磁粉芯,简称电感。(在空芯线圈中插⼊铁氧体磁芯,可增加电感量和提⾼线圈的品质因素) 电感其实本质上就是一个铜线圈,所以它的俗称就叫“线圈”,电感为什么一定要做成线圈,直接用导线不行吗?不行,即便此时通上最大电流,磁场依旧太小了,单一通电导线形成的磁场是分散的,不聚拢;如果把导线绕城一个圈,磁感线就会聚拢得多。不过磁场还是不够,此时需要在线圈中心插一个铁芯。这其实就是电感的构造。

好坏判断 1、电感测量:将万用表打到蜂鸣二极管档,把表笔放在两引脚上,看万用表的读数。 2、好坏判断:对于贴片电感此时的读数应为零,若万用表读数偏大或为无穷大则表示电感损坏。 对于电感线圈匝数较多,线径较细的线圈读数会达到几十到时几百,通常情况下线圈的直流电阻只有几欧姆。损坏表现为发烫或电感磁环明显损坏,若电感线圈不是严重损坏,而又无法确定时,可用电感表测量其电感量或用替换法来判断。

2 作用是什么?

电感器是能够把 电能转化为磁能而存储起来的元件,它的功能就是阻止电流的变化.如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。所以电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。 电感器的特性与电容器的特性正好相反,电感器的特性是通直流、阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。电感器在电路中经常和电容器一起工作,构成LC滤波器、LC振荡器等。另外,人们还利用电感的特性,制造了阻流圈、变压器、继电器等。

通直流:指电感器对直流呈通路状态,如果不计电感线圈的电阻,那么直流电可以“畅通无阻”地通过电感器,对直流而言,线圈本身电阻对直流的阻碍作用很小,所以在电路分析中往往忽略不计。 这里的直流应该是指稳恒电流,对于脉动直流电,电感还是会有阻碍作用的。

阻交流:当交流电通过电感线圈时电感器对交流电存在着阻碍作用,阻碍交流电的是电感线圈的感抗。

电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用,还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。电感在电路最常见的作用就是与电容一起,组成LC滤波电路。电容具有“阻直流,通交流”的特性,而电感则有“通直流,阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路,通过电感时,其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。频率越高,线圈阻抗越大。因此,电感器的主要功能是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。

3 有哪些参数?

选择好的功率电感,可获得较高的转换效率。功率电感选型,一般需要参考一下几个参数:L(电感值),Isat(饱和电流),Irms (温升电流),SRF (自谐频率),DCR(直流电阻值)以及公差。对于DCR大家都知道要越小越好,因为这关系到电感的热损耗。而对SRF 一旦超过此指标,电感就不会表现出电感特性,反而是电容特性了。

3.1 饱和电流Isat(较大)

Isat是指饱和电流,一般饱和电流是指电感值下降30%的电流。(基于电感值的变化率的额定电流,我们称为Isat. 它是以电感值的下降程度为指标的额定电流,超出该范围使用时,可能会由于纹波电流增加而导致IC控制不稳。大部分电感厂商一般取电感值下降20%的电流为Isat,也有少量厂商设为下降30%或者10%,所以选型时要特别注意这一点.)

3.2 温升电流Irms(较小)

Irms是温升电流,也就是加电流后,电感产品自我温升温度不超过40度时的电流。 工作电流(额定电流)是指饱和电流和温升电流两者中的较小值,然后取其80%作为额定电流。设计时应当要留有余量。(表面达到一定温度时所对应的DC电流。业界大部分厂家一般认为是电感产品自我温升温度不超过40度时的电流。也有厂家会分别给出温升20度和40度各自的温升电流值,甚至还给出对应的温升曲线。)

两个额定电流Isat , Irms 如何理解?

简单了解电感的饱和电流和温升电流 电感MGV12032R2M-19规格书提取 第一个点,16A对应温度变化40° 第二个点,29A对应电感降额25%,2.2*0.75=1.65uH。 车载产品通常工作最高温度85°,所以最大通过电流只能是16A,这个时候温升40°, 85+40=125°,即最高可承受温度。

3.3 允许偏差

允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值。 一般用于振荡或滤波等电路中的电感器要求精度较高,允许偏差为±0.2%±0.5%;而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高;允许偏差为±10%15%。

3.4 品质因数

品质因数也称Q值或优值,是衡量电感器质量的主要参数。 它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比(Q=XL/R)。 电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。(采⽤磁芯线圈,多股粗线圈均可提⾼线圈的Q值) 电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。

3.5 分布电容

分布电容是指线圈的匝与匝之间,线圈与磁心之间,线圈与地之间,线圈与金属之间都存在的电容。分布电容的存在使线圈的Q值减⼩,电感器的分布电容越小,其稳定性越好。分布电容能使等效耗能电阻变大,品质因数变大。减少分布电容常用丝包线或多股漆包线,有时也用蜂窝式绕线法等。

3.6 自谐频率SRF

电感的自谐振频率

⼯作频率⼩于谐振频率,电感值基本保持稳定;但⼀旦⼯作频率超过谐振频率后,电感值将会迅速增⼤,若频率继续增⼤并达到⼀定程度后,电感值⼜会迅速减⼩。应选择谐振频率点⾼于⼯作频率的电感。

4 分类

电感器 (线圈) 电感器指南 在这里插入图片描述 村田的贴片电感器按照用途大致划分为三类,分别是高频电路用电感器、电源电感器(功率电感器)、一般电路用电感。

高频电路用电感器,顾名思义,就是用于几十MHz到几十GHz的高频带的电感。因为Q值(Quality factor)的要求较高,所以一般是空芯结构,主要用于手机及无线LAN等移动通信设备等高频电路。村田的高频电路用电感器有绕线、积层、薄膜三种。 电感的基础 【第2讲】 电感器的作用1" 高频电感器" 高频电路用电感器产品特点与选择方法 在这里插入图片描述

电源用电感器,在电源电路中使用的电感器的代表性用途是“功率电感用”和“扼流用”,被用于所有的电子设备。村田的电源电路用电感器商品有两种结构,即绕线型和叠层型。 在这里插入图片描述电源用电感器

一般电路用电感器作为通用电感器,其产品阵容广泛。主要分为三类:叠层型,绕线型,2in1型(2合一这种类型基本没见过,主要是车载数字音频放大器用2in1型的HEAWS系列。) 在这里插入图片描述 一般回路用的电感

5 计算公式

电感储存的能量称为磁能,大小等于1/2LI*I。 在电路中,当电流流过导体时,会产⽣电磁场,电磁场的⼤⼩除以电流的⼤⼩就是电感,电感的定义是L=phi/i, 单位是⻙伯。 实验证明,通过线圈的磁通量和通⼊的电流是成正⽐的,它们的⽐值叫做⾃感系数,也叫做电感。如果通过线圈的磁通量⽤φ表⽰,电流⽤I表⽰,电感⽤L表⽰,那么L= φ∕I 电感只能对⾮稳恒电流起作⽤,它的特点两端电压正⽐于通过他的电流的瞬时变化率(导数),⽐例系数就是它的“⾃感”,U=LdI/dt

6 应用注意事项

电感和电容的联系与区别 1.电感器是把电能转化为磁能,电容器是把电能转化为电势能. 2. 电容器是储能的,不消耗能量,电感器如果是没有电阻的话,也不消耗能量,也是储能的,电容器电流超前电压90度,电感器电压超前电流90度,都是储能元件. 3. 电感和电容消耗的功率是无功功率,电阻消耗的是有功功率,不一样的,电感和电容是把电能转化了而储存起来了,然后还能释放出来的,这就是为什么电容会放电的原因,我们做实验的时候通完电都要把电容放电,再去用手摸,否则容易有烤肉味。而电阻是把电能消耗掉了,转化成了热能,而不能再释放出来。电容是把电能转化为电势能,电感是把电能转化为磁能,电势能能放电,磁能生电,而热能则不能通过电阻给转化回来了。所以电阻是消耗了能量,形象的比喻就是电感和电容是你往银行里存钱,只不过是把钱变成了存折,而电阻是你去超市买食物,已经把钱花出去了。电感和电容都对电流有阻碍作用,电感是维持电流的作用,电感是通直流阻交流,因为直流电通过电感是没意义的,因为磁场没有变化。而电容是维持电压的,是通交流阻直流,因为直流电路中的电容相当于开路。

7 参考网站

百度百科-电感

电感的分类及作用

穿心滤波器的5型元件介绍



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