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电子元器件知识电感器介绍格物致新·厚德泽人一、初识电感器电感器是依据电磁感应原理,由导线绕制而成。在电路中具有通直流、阻交流的作用。在电路图中用符号L表示,主要参数是电感量,单位是亨利,用H表示,常用的有毫亨(mH)、微亨(uH)、毫微亨(nH),换算关系为1H=103mH=106uH=109nH依据电磁感应原理,电感器派生出很多种器件。格物致新·厚德泽人1、各种类型电感图格物致新·厚德泽人格物致新·厚德泽人格物致新·厚德泽人格物致新·厚德泽人格物致新·厚德泽人格物致新·厚德泽人二、电感器和变压器是利用电磁感应原理制成的器件。定义:在导线或线圈中流过电流时,其周围就会产生磁场,线圈中电流发生变化时线圈周围的磁场发生变化,变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势,这就是自感作用,表示自感能力的物理量称电感。凡能产生电感作用的器件称为电感器。如在通以交流电的线圈的交变磁场中,放置另一只线圈,在此线圈中会产生感应电动势,这种现象称为互感。电感器通常分为两大类:一类是应用自感作用的电感线圈。另一类是应用互感作用的变压器。格物致新·厚德泽人作用:1、做为滤波线圈阻止交流干扰(隔交通直)。2、可起隔离作用。3、与电容组成谐振电路。4、构成各种滤波器、选频电路等,这是电路中应用最多的方面。5、利用电磁感应特性制成磁性元件。如磁头和电磁铁。6、进行阻抗匹配。7、制成变压器传递交流信号,并实现电压的升、降。在电路中电感器有通直流阻交流、通低频阻高频、变压、传送信号等作用,因此在谐振、耦合、滤波、陷波、延迟、补偿及电子偏转聚焦等电路中应用十分普遍。格物致新·厚德泽人(一)电感器的型号命名方法格物致新·厚德泽人变压器型号命名例如:DB-50-2表示50VA的电源变压器格物致新·厚德泽人格物致新·厚德泽人(二)电感器的主要参数及标志方法电感线圈的主要技术参数有电感量及允许误差、标称电流、品质因数(Q值)、分布电容等。1、电感量反应电感储存磁场能的本领,它的大小与电感线圈的匝数、几何尺寸、有无磁心(铁心)、磁心的导磁率有关。在同等条件下,匝数多电感量大,线圈直径大电感量大,有磁心比没磁心电感量大。用于高频电路的电感量相对较小,用于低频电路的电感量相对较大。电感量的单位为亨(H)。电感线圈的标注方法:①直标法:电感量用数字和单位直接标注在外壳上。单位uH或mH。如220uH±5%②色标法:卧式的与电阻色环法相似。立式的常采用色点法。单位uH③数码法:采用三位数码表示,前两位有效数,第三位零的个数.格物致新·厚德泽人注意:小数点用R表示,最后英文字母表示误差。如:8R2J表示8.2uH。超小型元件(片状)不标偏差,一般为±5%。允许误差:对于振荡线圈要求较高,误差为0.2%-0.5%;对耦合线圈和高频扼流圈要求较低,允许误差10%-15%。2、标称电流值电感器长期工作不损坏所允许通过的最大电流。它是高频、低频扼流线圈和大功率谐振线圈的重要参数。常以字母A、B、C、D、E来分别表示标称电流值50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。应用时实际通过电感器的电流不宜超过标称电流值。格物致新·厚德泽人3、品质因数(优值):电感线圈中储存能量与消耗能量的比值称为品质因数。又称Q值。或是线圈所呈现的感抗与线圈直流电阻的比值,Q=wL/R。电感器的Q值一般为50-300,Q值与线圈的结构(导线粗细、多股或单股、绕法、磁心)有关,Q值越高,电路的损耗越小。在调谐回路中,要求Q较高,以减小与线圈回路的损耗;在滤波回路中,Q值不宜过高,以免使其与滤波电容构成谐振回路,对电路产生影响,对于高频扼流圈和低频扼流圈不做要求。格物致新·厚德泽人4、分布电容(寄生电容):指线圈匝与匝之间形成的分布电容,它降低了线圈的品质因数Q,也使线圈的工作频率受到限制。高频线圈采用减小线圈骨架直径,采用细导线绕制、蜂房式或分段式绕法就是为了减少分布电容。分布电容Co如图格物致新·厚德泽人(三)电感线圈的种类、基本参数、绕制方法及使用常识1、电感线圈的种类:按结构分有固定电感、可调电感(1)固定电感器为了增加电感量和Q值并缩小体积,线圈中常放置软磁材料制作的磁心或硅钢片制作的铁心,故又有空心电感器、磁心电感器和铁心电感器。空心电感器:用导线绕制在纸筒、塑料筒上组成的线圈或脱胎而成的线圈。中间没有磁心或铁心,故电感量很小,通过增减匝数或调节匝距来调节电感量。一般用在高频电路中。格物致新·厚德泽人磁心电感器:用导线在磁心上绕制成线圈或在空心线圈中插入磁心组成的线圈。通过调节磁心在线圈中的位置来调节电感量。铁心电感器:在空心线圈中插入硅钢片组成铁心线圈,电感量大,一般为数亨,常称为低频扼流圈。其作用是阻止残余交流电通过,而让直流电通过。常用于音频或电源滤波电路中,如扩音机电源电路。铁心电感器常应用于工作频率较低的电路中,磁芯电感器常应用于工作频率较高的电路中。格物致新·厚德泽人色码电感器:用漆包线绕制在磁心上,再用环氧树脂封装起来,外壳标以色环(单位uH)或直接由数字标明电感量。工作频率为19-200kHz,电感范围0.1-33000uH,额定工作电流0.05-1.6A。有卧式(如LGI和LGX)和立式(如LG400)。主要用在滤波、振荡、陷波和延迟电路中。电视机、录像机等电子产品中用得多,高频小型电感器采用镍锌铁氧体材料磁心,低频小型电感器采用锰镍铁氧体材料磁心。格物致新·厚德泽人固定线圈按用途分有电感器按用途可分为振荡电感器、校正电感器、显像管偏转电感器、阻流电感器、滤波电感器、隔离电感器、补偿电感器等。高频阻流圈:阻止高频交流电流通过,而让低频交流电流通过。高频扼流圈在塑料或瓷骨架上绕成蜂房式结构,一般电感量小在2.5-10mH之间。低频阻流圈:阻止低频交流电流通过而让直流电流通过,常与电容组成滤波电路,滤除残余的交流成分。低频阻流圈是在绕好的空心线圈中插入铁心而成的大电感量的电感,电感量达几H-几十H。工作电流60mA-300mA。格物致新·厚德泽人(2)微调电感器:在线圈中插入磁心,并通过调节其在线圈中的位置来改变电感量。如收音机中磁棒天线就是改变微调电感器,与可变电容组成谐振电路,从而实现对所选电台信号频率的选择。可调式电感器又分为磁心可调电感器、铜心可调电感器、滑动接点可调电感器、串联互感可调电感器和多抽头可调电感器。格物致新·厚德泽人按工作频率分类电感按工作频率可分为高频电感器、中频电感器和低频电感器。空心电感器、磁心电感器和铜心电感器一般为中频或高频电感器,而铁心电感器多数为低频电感器。格物致新·厚德泽人(二)电感线圈的绕制方法和常用磁芯1.线圈基本组成:骨架、绕组、磁芯、屏蔽。2.绕制方法:电感器是用漆包线在绝缘骨架上单层或多层绕制而成的一种能够存储磁场能的电子元件。单层绕组:间绕和密绕。用于高频谐振电路的线圈都采用间绕法,以减小线圈的固有电容;用于中短波的谐振线圈多采用单层密绕法。单层绕电感量较小,约几uH-几十uH,常用在高频电路中。多层绕组:平绕、乱绕、蜂房式绕等当电感量大于300uH时采用多层绕。平绕层与层之间、匝与匝之间分布电容大,蜂房绕法可减小分布电容。3.常用磁心(如图)格物致新·厚德泽人格物致新·厚德泽人(三)电感线圈的使用知识1、磁场辐射的影响电感线圈在线路板上有立式和卧式两种安装方式,使用时注意其磁场对邻近器件工作的影响。卧式电感器引线是从两端引出,它绕在棒形的磁心上,工作时磁力线向四周发散,会影响邻近的部件工作,特别在高频工作时影响更大。立式电感器无此缺点,其线圈都绕在“工”形或“王”字形磁心上,工作磁力线很少发散,对周围部件影响小,分布电容也小。2、工作频率与磁心材料的关系带磁心电感器的工作频率要受磁心材料最高工作频率的限制。在音频段工作的电感线圈,通常采用硅钢片或坡莫合金为磁心材料;在零点几-几MHZ间(如中波广播)的线圈采用铁氧体做磁心,也可用空心线圈;频率高于几MHZ时线圈采用高频铁氧体做磁心,也可用空心;在100MHz以上,一般不能用铁氧体磁心,只能用空心线圈,如做微调,可用铜心调节。格物致新·厚德泽人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。格物致新·厚德泽人电感对交变电流的阻碍作用(1)原因:交变电流通过电感线圈时,由于自感的存在,线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍电流的变化。(2)大小(感抗XL):由线圈的自感系数和交流的频率决定。公式:XL=2fL单位:欧姆()(3)应用:扼流圈(低频扼流圈、高频扼流圈P193)(4)作用:通直流、阻交流、通低频、阻高频格物致新·厚德泽人电感的作用:1.储能、平波、滤波;2.抑制尖峰电压或电流,保护易受电压、电流损坏的电子元件;3.与电容器构成谐振,产生方向交变的电压或电流格物致新·厚德泽人电感在开关电源中的应用:1.EMI的共模电感共模电感(CommonmodeChoke),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起EMI滤波的作用,用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射共模电感的滤波电路,L1-A和L1-B就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制反向)。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。格物致新·厚德泽人共模电感设计共模发热主要有两个来源:1,基频电流的欧姆热,为铜损2,高频共模电流引起的磁损,共模一般是高导磁芯,在强共模电流下,磁损很大格物致新·厚德泽人2.PFCPFC一般就是Boost升压电路,电感的作用是利用电感瞬间电流不能突变的特性,起到升压的作用的通常Boost功率电路的PFC有三种工作模式:连续、临界连续和断续模式,这三种工作模式指的就是电感的模式。通常控制PFC级的Boost电感工作在断续模式格物致新·厚德泽人PFC电感设计3.输出滤波由纯电感电路中欧姆定律的表达式I=U/(XL)和线圈的感抗公式XL=2πfL可知,感抗却跟通过的电流的频率有关。电感L越大,频率f越高,感抗就越大,电流就越小。所以电感线圈在电路中有“通直流、阻交流”或“通低频、阻高频”的特性。所以电感有滤波作用。利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点,在整流电路的负载回路中串联一个电感,使输出电流波形较为平滑。因为电感对直流的阻抗小,交流的阻抗大,因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小格物致新·厚德泽人滤波电感的选择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。格物致新·厚德泽人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。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信号的直流电通过LC滤波电路。那么,交流干扰信号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。格物致新·厚德泽人直流滤波扼流圈安装在开关电源的输出侧,以进一步抑制开关电源输出的电压和电流纹波流过直流滤波电感的电流时在一个直流电流上叠加了小的交流分量的电流,由于流过的直流电流比较大,因而需要加气隙。通过电感的直流电流越大,所选的磁心磁导率要越低格物致新·厚德泽人四、变压器的种类、特性及设计知识变压器也是一种电感器。
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