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电感基础知识a霞霞href=http://___.zjetime.com交换机/aahref=http://___.zjetime.com集团__/a
1.1电感的定义 电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比L=ψ/I
1.2电感的符号与单位 电感符号L 电感单位亨H、毫亨mH、微亨uH、納亨nH,1H=103mH=106uH=109nH
1.3电感的分类 按电感形式分类固定电感、可变电感 按导磁体性质分类空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈 按工作性质分类天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈 按绕线结构分类单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈 按工作频率分类高频线圈、低频线圈 按结构特点分类磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等
二、电感的主要特性参数
2.1电感量L 电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注
2.2感抗XL 电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆它与电感量L和交流电频率f的关系为感抗计算公式XL=2πfL
2.3品质因素Q 品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即Q=XL/R线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关线圈的Q值通常为几十到几百采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值
2.4分布电容 线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好采用分段绕法可减少分布电容
2.5允许误差电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数
2.6标称电流指线圈允许通过的电流大小,通常用字母A、B、C、D、E分别表示,标称电流值为50__、150__、300__、700__、1600__
三、常用电感线圈
3.1单层线圈0 单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上如晶体管收音机中波天线线圈
3.2蜂房式线圈 如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小
3.3铁氧体磁芯和铁粉芯线圈 线圈的电感量大小与有无磁芯有关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
3.4铜芯线圈 铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用
3.5色码电感线圈 是一种高频电感线圈,它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成它的工作频率为10KHz至200MHz,电感量一般在
0.1uH到3300uH之间色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记其单位为uH
3.6阻流圈(扼流圈) 限制交流电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈
3.7偏转线圈 偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、__低.
四、电感在电路中的作用 基本作用滤波、振荡、延迟、陷波等 形象说法“通直流,阻交流” 细化解说在电子线路中,电感线圈对交流有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等;变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等 由感抗XL=2πfL知电感L越大,频率f越高,感抗就越大该电感器两端电压的大小与电感L成正比,还与电流变化速度△i/△t 成正比,这关系也可用下式表示电感线圈也是一个储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可用下式表示WL=1/2Li2 可见,线圈电感量越大,流过越大,储存的电能也就越多 电感的符号 电感量的标称直标式、色环标式、无标式 电感方向性无方向 检查电感好坏方法用电感测量仪测量其电感量;用万用表测量其通断,理想的电感电阻很小,近乎为零
五、电感的型号、规格及命名 国内外有众多的电感生产厂家,其中名牌厂家有SAMUNG、PHI、TDK、__X、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等
5.1片状电感 电感量10NH~1MH 材料铁氧体绕线型陶瓷叠层 精度J=±5%K=±10%M=±20% 尺寸04020603080510081206121018121008=
2.5mm*
2.0mm1210=
3.2mm*
2.5mm 个别示意图 贴片绕线电感 贴片叠层电感
5.2功率电感 电感量1NH~20MH 带屏蔽、不带屏蔽 尺寸__D
43、__D
54、__D
73、__D
75、__D
104、__D105;RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105; 个别示意图贴片功率电感 屏蔽式功率电感
5.3片状磁珠 种类CBG(普通型)阻抗5Ω~3KΩ CBH(大电流)阻抗30Ω~120Ω CBY(尖峰型)阻抗5Ω~2KΩ 个别示意图贴片磁珠 贴片大电流磁珠 规格0402/0603/0805/1206/1210/1806(贴片磁珠) 规格__B302520/__B403025/__B853025(贴片大电流磁珠)
5.4插件磁珠 规格RH
3.5 规格ABC阻抗值Ω10mHz100mHzRH
3.5X
4.7X
0.
83.5±
0.
154.7±
0.362±22045RH
3.5X6X
0.
83.5±
0.156±
0.362±22565RH
3.5X9X
0.
083.5±
0.159±
0.362±240105
5.5色环电感 电感量
0.1uH~22MH 尺寸
0204、
0307、
0410、0512 豆形电感
0.1uH~22MH 尺寸
0405、
0606、
0607、
0909、0910 精度J=±5%K=±10%M=±20% 精度J=±5%K=±10%M=±20% 插件的色环电感 读法同色环电阻的标示
5.6立式电感 电感量
0.1uH~3MH 规格PK0455/PK0608/PK0810/PK
09125.7轴向滤波电感 规格L__0410/L__0513/L__0616/L__1019 电感量
0.1uH-10mH 额定电流65__~10A Q值高,价位一般较低,自谐振频率高
5.8磁环电感 规格TC3026/TC3726/TC4426/TC5026 尺寸(单位mm)
3.25~
15.
885.9空气芯电感空气芯电感为了取得较大的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了减少电感本身的线路电阻对直流电流的影响,要采用线径较粗的漆包线但在一些体积较少的产品中,采用很重很大的空气芯电感不太现实,不但增加成本,而且限制了产品的体积为了提高电感值而保持较轻的重量,我们可以在空气芯电感中插入磁心、铁心,提高电感的自感能力,借此提高电感值目前,在计算机中,绝大部分是磁心电感
六、电感在电路中的应用 电感在电路最常见的功能就是与电容一起,组成LC滤波电路我们已经知道,电容具有“阻直流,通交流”的本领,而电感则有“通直流,阻交流”的功能如果把伴有许多干扰__的直流电通过LC滤波电路(如图),那么,交流干扰__将被电容变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时,其中的交流干扰__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__ LC滤波电路 在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的LC滤波电路另外,线路板还大量采用“蛇行线+贴片钽电容”来组成LC电路,因为蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感
七、常见的磁芯磁环 铁粉芯系列 材质有-2材(红/透明)、-8材(黄/红)、-18材(绿/红)、-26材(黄/白)、-28材(灰/绿)、-33材(灰/黄)、-38材(灰/黑)、-40材(绿/黄)、-45材(黑色)、-52材(绿/蓝);尺寸外径大小从30到400D(注解外径从
7.8mm到102mm)铁硅铝系列 主要u值有
60、
75、
90、125;尺寸外径大小从
3.5mm到
77.8mm 两种产品的规格除了主要的环形外,另有E形,棒形等,还可以根据客户提供的各项参数定做它们广泛应用于计算机主机板,计算机电源,电源供应器,__充电器,灯饰变压调光器,不间断电源(UPS),各种家用电器控制板等
八、电感与磁珠的__与区别 电感和磁珠的什么__与区别
1、电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件
2、电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于__回路,用于EMC对策
3、磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰两者都可用于处理EMC、EMI问题 EMI的两个途径,即辐射和传导,不同的途径采用不同的抑制方法前者用磁珠,后者用电感
4、磁珠是用来吸收超高频__,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHZ
5、电感一般用于电路的匹配和__质量的控制上一般地的连接和电源的连接 在模拟地和数字地结合的地方用磁珠对__线也采用磁珠 磁珠的大小(确切的说应该是磁珠的特性曲线)取决于需要磁珠吸收的干扰波的频率磁珠就是阻高频,对直流电阻低,对高频电阻高比如1000R@100Mhz就是说对100M频率的__有1000欧姆的电阻因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆磁珠的datasheet上一般会附有频率和阻抗的特性曲线图一般以100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的Impedan__为600欧姆
九、电感的测量 电感测量的两类仪器RLC测量(电阻、电感、电容三种都可以测量)和电感测量仪 电感的测量空载测量(理论值)和在实际电路中的测量(实际值) 由于电感使用的实际电路过多,难以类举所以我们就在空载情况下的测量加以解说电感量的测量步骤(RLC测量)
1、熟悉仪器的操作规则(使用说明),及注意事项
2、开启电源,预备15~30分钟
3、选中L档,选中测量电感量
4、把两个夹子互夹并复位清零
5、把两个夹子分别夹住电感的两端,读数值并记录电感量
6、重复步骤4和步骤5,记录测量值要有5~8个数据
7、比较几个测量值若相差不大(
0.2uH)则取其平均值,记得电感的理论值;若相差过大()
0.3uH)则重复步骤2~步骤6,直到取到电感的理论值 不同的仪器能测量的电感参数都有一些出入因此,做任何测量前的熟悉你的测量仪器你的仪器能做什么然后按照它给你的操作说明去做即可 比如电感测量仪 TH2773A电感测量仪(国产) 测试频率100Hz、1kHz; 测试电平
0.3v 测量参数LS,Q; 测量准确度
0.3% 测量速度8次/秒 主要功能可设置极限上超/下超/合格/D不合格讯响TH2776电感测量仪(国产) 测试频率100Hz、120Hz、1kHz、10kHz、40kHz、100kHz; 测试电平
0.1V、
0.3V、1V; 测量参数Ls-Q、ESR-Q、EPR-Q; 测量准确度
0.05% 测量速度
1.5次/秒,
5.1次/秒,20次/秒 主要功能四档分选,__源监视,测量值平均,开机自检等,接口RS-232C、HANDLER、PRINTER 具体仪器的操作详见,各自产品的说明书
十一、电感在使用过程中要注意的事项
11.1电感使用的场合潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性,还是阻抗特性等,都要注意
11.2电感的频率特性 在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性 但在高频时,它的阻抗特性表现的很明显有耗能发热,感性效应降低等现象不同的电感的高频特性都不一样 下面就铁氧体材料的电感加以解说 铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小铁氧体材料通常在高频情况下应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小在高频情况下,他们主要呈电抗特性比并且随频率改变实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的。