磁芯屏蔽罩等组成

电子元器件主题：电感元件第四部分电感器一、概述1.结构电感器是用导线在绝缘骨架上单层或多层绕制而成的，又叫电感线圈。也是常用的无线电元件之一。由电磁学原理可知，任何通过电路的电流周围都有磁场存在，且当电路中的电流发生变化时，电路周围的磁场也随之变化，而磁场的变化又会在导体内引起感应电动势。这种由于自身电流变化，引起磁场变化，又使自身产生感应电动势的现象，叫自感应。其大小用自感系数表示：IL=Ψ：自感磁通量，单位为Wb（V·s）；I：流过导体的电流，单位为A；L：自感系数，单位为H（Ω·s）。H的单位较大，实用中常用mH、μH。1H=103mH=106μH。另外，当1个线圈中的电流变化时，它所产生的通过邻近线圈回路的磁通量也发生变化，从而在邻近线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感应现象。互感应的大小常用互感系数来表示。在两个有磁交链的线圈中，互感磁通量与产生此磁链的电流的比值，即为互感系数，简称互感，用M表示：221I112IM==ψ12：线圈L1通电流时，在L2中穿过的磁通量，单位：韦伯（Wb）；ψ21：线圈L2通电流时，在L1中穿过的磁通量；I1、、I2：分别为流过L1、、L2的电流；M：互感系数，单位为H（亨利）。在电子元件中，电感通常分为两类，一类是应用自感作用的线圈，另一类是应用互感作用的变压器，我们将分别予以介绍。电感线圈具有阻碍交流通过的特性，产生的感抗为：XL=ωL=2πfLXL：感抗，单位Ω。f：交流信号频率，单位Hz。L：自感系数，单位H。在纯电感电路在中，电流相位滞后电压900。2.作用（1）作为线圈：主要作用是滤波、聚焦、偏转、延迟、补偿、与电容配合用于调谐、陷波、选频、震荡。（2）作为变压器：主要用于偶合信号、变压、阻抗匹配等。电感并联时，其总电感为：L=nLLL111121电感串联时，其总电感为：L=L1+L2+……+Ln3.符号电感器带铁（磁）芯电感器非铁磁芯电感器可调电感器带抽头电感器磁芯微调电感器铁芯变压器绕组间有屏蔽的变压器带屏蔽变压器二、电感器的分类、型号命名1.分类：（1）按功能分：振荡线圈、扼流圈、耦合线圈、校正线圈和偏转线圈。（2）按是否可调分：固定电感、可调电感和微调电感。（3）按结构分：空心线圈、磁芯线圈和铁芯线圈（4）按形状分：线绕电感（单层线圈、多层线圈及蜂房线圈）、平面电感（印制板电感、片状电感）。误差标称电感量电流组别区别代号型式特性主称（用L表示线圈、LZ表示阻流圈）2.型号与命名特性：一般用G表高频，低频一般不标。型式：用字母或数字表示。X—小型；1—轴向引线（卧式）；2—同向引线（立式）。区别代号：用字母表示，一般不标。电流组别：用字母表示，A（50mA）、B（150mA）、C（300mA）、D（700mA）、E（1600mA）。标称电感量：符合E系列，直接用文字标注或数码标出（用数码时单位为μH）。误差：用字母表示。如：LG1—B—47μH±10%；高频卧式电感，额定电流150mA，47μH，误差±10%。三、电感器主要参数1.标称电感量及偏差标称电感量符合E系列，偏差一般在±5~±20%。2.固有电容与直流电阻一个线圈的匝与匝，层与层以及绕组与底版间都存在着分布电容，又由于线圈是由导线绕成的，导线有一定的直流电阻，这样，一个实际的电感线圈可等效成一个理想电感与电阻串联后再与电容并联，如图1.15所示。理想电感直流电阻固有电容C0LR图1.15这样一个电路，实际上是一个电感与电容的并联谐振电路，其震荡频率为：f0=f0叫线圈的固有震荡频率。021LC使用电感线圈时，为保障线圈的电感量稳定，应使线圈的工作频率远低于固有频率。由于线圈分布电容的存在，降低了线圈的稳定性，由于直流电阻的存在，会使线圈损耗增大，品质因数降低，在绕制时，常采用间绕法、蜂房绕法，以减小分布电容；加粗导线可减小直流电阻。3.品质因数（Q值）品质因数是表示线圈质量的一个重要参数，品质因数在数值上等于线圈在某一频率的交流信号通过时，线圈所呈现的感抗和线圈的直流电阻的比值，即：Q=RLRfL2当频率与L一定时，Q与R有关，R越小，Q值越大，线圈工作时，损耗越小，电路效率越高，选择性越好。在实际当中，Q不仅只与线圈的直流电阻有关，还包括线圈骨架的介质损耗，铁芯和屏蔽的损耗以及在高频条件下工作时的集肤效应等因素有关，提高线圈的Q值，并不是一件很容易的事情，实际线圈的Q值，通常为几十至一百，最高可达四、五百，对于谐振回路，要求Q在100—200之间。作耦合用可低一些。集肤效应（表皮效应）：当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流过，这种现象叫集肤效应。4.额定电流线圈长时间工作所允许通过的最大电流。在某些场合，如高频扼流圈，大功率谐振线圈，以及作滤波用的低频扼流圈，工作时需通过较大的电流，选用时应注意。5.稳定性线圈产生几何变形，温度变化引起的固有电容和漏电损耗增加，都会影响电感线圈的稳定性。电感线圈的稳定性，通常用电感温度系数αL和不稳定系数βL来衡量，αL、βL越大表示线圈稳定性越差。αL=1/0C)(12112ttLLL式中：L2、L1分别表示温度为t2和t1时的电感（H）。L、Lt分别为原来的和温度循环变化后的电感量。βL表示电感量经过温度循环变化后不再能恢复到原来数值的不可逆变化情况。温度对电感量的影响，主要是导线热胀冷缩，几何变形而引起的。为减小这一影响，一般采用热绕法（绕制时将导线加热，冷却后导线收缩，紧紧贴合在骨架上），或烧渗法（在线圈的陶瓷骨架上，烧渗一层银薄膜，代替导线），保证线圈不变形。βL=LLtL四、线圈的结构与常用磁芯线圈通常由骨架、绕组、磁芯、屏蔽罩等组成。除线圈绕组外其余部分根据使用场合各不相同。屏蔽罩支架焊脚磁帽磁芯绕组支座（a）小型振荡线圈（b）带磁环线圈（c）不带磁芯的线圈骨架绕组磁芯绕组骨架（d）带磁芯的线圈绕组（e）空心线圈图1.16电感器结构收音机中振荡线圈、中频变压器即采用图1.16（a）的结构其金属屏蔽罩在电路中接地可起到隔离作用。环行磁芯螺纹磁芯罐形磁芯E形磁芯圆形磁棒图1.17几种常用磁芯返回以下我们通过介绍一些常见的电感来了解电感器的一些特性及其的识别。五、几种常用的电感器色环电感(色码电感)：是指在电感器表面涂上不同的色环来代表电感量(与电阻器类似)的电感。通常用四色环表示，紧靠电感体一端的色环为第一环，露着电感体本色较多的另一端为末环。其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘的倍数(单位为mH)，第四色环为误差率，各种颜色所代表的数值如第一部分所讲。例如：色环颜色分别为棕、黑、金、金的电感器的电感量为1mH，误差为5％。1.常用的电感器——色环电感色环电感基本构造导磁体性质：铁氧体磁芯绕线形式：单层密绕式电感量：10,33,47,100...应用范围：滤波种类：电感线圈封装形式：色环电感色环电感特征1.色环电感结构坚固，成本低廉，适合自动化生产。2.特殊铁芯材质，高Q值及自共振频率。3.外层用环氧树脂处理，可靠度高。4.电感范围大，可自动插件。扼流线圈：又称为扼流圈、阻流线圈、差模电感器，是用来限制交流电通过的线圈，分高频阻流圈和低频阻流圈。采用开磁路构造设计，有结构性佳、体积小、高Q值、低成本等特点，适用于笔记型电脑、喷墨印表机、影印机、显示监视器、手机、宽频数据机、游戏机、彩色电视、录放影机、摄影机、微波炉、照明设备、汽车电子产品等。2.常用的电感器——扼流线圈扼流线圈的作用利用线圈电抗与频率成正比的关系，可扼制高频交流电流，让低频和直流通过。根据频率高低，采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等。用于整流时称“滤波扼流圈”；用于扼制声频电流时称“声频扼流圈”；用于扼制高频电流时称“高频扼流圈”。用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫做低频扼流圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫做高频扼流圈。贴片电感：又称为功率电感,大电流电感、表面贴装高功率电感。具有小型化，高品质，高能量储存和低电阻之特性。主要应用在电脑显示板卡，笔记本电脑，脉冲记忆程序设计。可提供卷轴包装，适用于表面自动贴装。卷轴包装3.常用的电感器——贴片电感贴片电感具有以下特点:•1、平底表面适合表面贴装。•2、优异的端面强度良好之焊锡性。•3、具有较高Q值，低阻抗之特点。•4、低漏磁，低直电阻，耐大电流之特点。•5、可提供编带包装，便于自动化装配。CDD型贴片功率电感共模电感：也叫共模扼流圈，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相同，产生的磁通量同向相加，扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用。4.常用的电感器——共模电感•共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。•共模扼流圈可以传输差模信号，直流和频率很低的差模信号都可以通过。而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗，发挥了一个阻抗器的作用，所以它可以用来抑制共模电流骚扰。磁珠由氧磁体组成，电感由磁心和线圈组成。磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去。磁珠对高频信号才有较大阻碍作用，一般规格有100欧/100MHZ,它在低频时电阻比电感小得多。5.常用的电感器——磁珠电感直插式磁珠电感铁氧体磁珠(FerriteBead)是目前应用发展很快的一种抗干扰元件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显著。在电路中只要导线穿过它即当导线中电流穿过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。高频电流在其中以热量形式散发，其等效电路为一个电感和一个电阻串联，两个元件的值都与磁珠的长度成比例。铁氧体磁珠A.平面电感器在陶瓷或微晶玻璃基片上沉积金属导线而成（图1.19），主要采用真空蒸发，光刻电镀以及塑料包封等工艺，平面电感器的电感量较小，在1cm2面积上可沉积的电感量约为2μH。它具有较高的稳定性和精度，可用于几十M到几百M的电路中。692图1.196.其他类型电感简介B.振荡线圈振荡线圈是无线电接收设备中的主要元件之一，广泛应用于调幅，调频收音机、电视接收机等设备中。其结构由磁芯、磁罩（磁帽）、塑料骨架和金属屏蔽罩组成，线圈绕在塑料骨架（或磁芯）上，磁芯或磁帽可调整，能在±10%范围内改变线圈的电感量，其外形如图1.20所示。（a）接线位置B1234612346123Ø0.6774.84.832146（b）外形尺寸图1.20震荡线圈外型结构与接线位置AC.罐形磁芯线圈这是一种铁氧体罐形磁芯制作的电感器，磁路闭和好，具有较高的磁导率和电感系数，在较小的体积下，可制出较大的电感，多用于LC滤波器，谐振及匹配回路等。六、电感的检测(1)从外观检查从电感线圈外观查看是否有破裂现象、线圈是否有松动、变位的现象，引脚是否牢靠。并查看电感器的外表上是否有电感量的标称值。还可进一步检查磁心旋转是否灵活，有无滑扣等。(2)用万用表检测通断情况。1)色码电感的检测将万用表置于Rx1挡，用两表笔分别碰接电感线圈的引脚。A.当被测的电感器电阻值为OΩ时，说明电感线圈内部短路，不能使用。B.如果测得电感线圈有一定阻值，说明正常。电感线圈的电阻值与电感线圈所用漆包线的粗细、圈数多少有关。电阻值是否正常可通过相同型号的正常值进行比较。当测得的阻值为无穷大时，说明电感线圈或引脚与线圈接点处发生了断路，此时不能使用。2)对振荡线圈的检测。由于振荡线圈有底座，在底座下方有引脚，检测时首先弄清各引脚与哪个线圈相连。然后用万用表的Rx1挡，测一次绕组或二次绕组的电阻值，如有阻值且比较小，一般就认为是正常的。如果阻值为0则是短路，如果阻值为∞则是断路。由于振荡线圈置于屏蔽罩内，因此还要检测一、二次绕组与屏蔽罩之间的电阻值，其方法是选万用表的Rx10k挡，用一支表笔接触屏蔽罩，另一支表笔分别接触一、二次绕组的