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電感基礎知識與用法

生活 更新时间:2024-12-24 10:02:55

首先看下電感長啥樣

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)1

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)2

兩個引腳,然後漆包銅線繞來繞去,當然必須得是一個方向,否則磁力線抵消就沒用了。

咋還有四個角的呢?這個叫共模電感,下面的圖看仔細點:

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)3

普通電感幹嘛用的,共模電感又是幹嘛用的,聽我慢慢道來。

電感本質上是一個線圈,有空心線圈也有實心線圈,實心線圈有鐵芯或者其它材料制成的芯,電感的基本單位是"H",簡稱"亨",是為紀念物理學家亨特而用這個單位。更小的單位是mH,uH,他們的換算方式為1H=1000mH=10^6uH。在實際應用中,mH都很少見,常見的是uH和nH,uH級别的電感基本用在DC-DC電路,叫做功率電感;nH級别的電感主要用在射頻匹配電路,叫高頻電感。

實際應用基本也出來了,a.兩個線圈繞在一個磁芯上,圈數不同,兩邊電壓不同,從而實現變壓器的功能;b.DC-DC電路用作升壓和降壓,在射頻電路中用來匹配阻抗;c.射頻匹配;

a. 變壓器--電感線圈中流過變化的電流時,不但在自身兩端産生感應電壓,而且能使附近的線圈中産生感應電壓,這一現象叫互感。兩個彼此不連接但又靠近,相互間存在電磁感應的線圈一般叫變壓器;

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)4

b.DC-DC電路中的儲能—釋能作用;

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)5

功率電感其實就兩種,一種便宜不帶屏蔽的,一種帶屏蔽的。我們知道,在DC-DC電路中,電感由于電壓方向的周期轉換導緻噪聲很大,是個很大的輻射源,因此實際設計中普遍希望帶屏蔽的電感,以避免或者減輕EMC幹擾。

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)6

說到電感的參數,電感值是最重要的一個,在電感定義中,是以100KHz頻率下所呈現的電抗值對應的電感值,功率電感常見的是uH級的,而高頻電感是nH級的;直流阻抗就是用直流電源測量時對應的電阻值,通常都很小,大部分是mΩ級的。電感有個特點,那就是隻要一通電流感值就會降低,而飽和電流就是使電感下降30%時的電流值;而溫升電流是電感溫度升高40℃的電流值

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)7

飽和電流

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)8

溫升電流

再來看電感的感容二象性,什麼是二象性呢,就是有時候是甲有時候是乙,最著名的莫過于光的波粒二象性理論,光可以衍射這一點像波的傳輸特性,又可以反射,這一點像粒子的傳輸特性;而電感呢,在一定頻率下呈現感性,一定頻率下又會呈現容性,如下圖所示:在3770MHz頻點以前,該電感遵循頻率越高阻抗越大的原則,也就是感抗XL=jWL=2πfL,而在3770MHz頻點以後,該電感表現的像是電容了。

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)9

下面的電感等效電路可以解釋上面的曲線:

電感基礎知識與用法(常用電感小知識)10

在低頻的時候電容通路基本是斷開的,加載在等效電路兩端的信号主要走下面的電阻電感通路,而随着頻率的升高,電容通路的阻抗越來越小,而電阻和電感通路阻抗越來越大,信号主要走電容通路。當電容和電感處于諧振關系,電路呈現純阻性,此時的頻點就叫SRF,也就是自諧振頻率;

上面這個電感的等效電路中,如果L足夠大,而R足夠小,那整個電路損耗就很小,電感的純粹度就很高,反之,純粹度就低;反映電感純粹度的指标就叫電感的Q值。也叫品質因子;品質因子Q是表示線圈質量的一個物理量,Q為感抗XL與其等效的電阻的比值,即:Q=XL/R。線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導線的直流電阻,骨架的介質損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應的影響等因素有關。線圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈,多股粗線圈均可提高線圈的 Q值。而分布電容就指的是上面電路中的C,線圈的匝與匝之間、線圈與屏蔽罩之間、線圈與底闆間存在的寄生電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。

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