1、初識電感器

能夠把電能轉化為磁能而存儲起來的元件統稱為電感元件(Inductor)，通常直接簡稱為電感。電感器的結構類似于變壓器，但隻有一個繞組。電感器具有一定的電感，具有阻止交流電通過而讓直流電順利通過的特性，頻率越高，線圈阻抗越大。如果電感器在沒有電流通過的狀态下，電路接通時它将試圖阻礙電流流過它；如果電感器在有電流通過的狀态下，電路斷開時它将試圖維持電流不變。

用絕緣導線繞制的各種線圈稱為電感。用導線繞成一匝或多匝以産生一定自感量的電子元件，常稱電感線圈或簡稱線圈。電感器在電子線路中應用廣泛，為實現振蕩、調諧、耦合、濾波、延遲、偏轉的主要元件之一。為了增加電感量、提高Q值并縮小體積，常在線圈中插入磁芯。

最原始的電感器是1831年英國M.法拉第用以發現電磁感應現象的鐵芯線圈。1832年美國的J.亨利發表關于自感應現象的論文。人們把電感量的單位稱為亨利，簡稱亨。

2、電感器的分類

a.按導磁體性質分類:空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈.；

b.按工作性質分類:天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈；.

c.按繞線結構分類:單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈.高頻貼片陶瓷電感 ；

d.按電感形式分類：固定電感線圈、可變電感線圈；

另外常常會根據工作頻率和過電流大小，分為高頻電感，功率電感等。

3、電感器的主要參數

• 标稱電感量:電感器上标注的電感量的大小.表示線圈本身固有特性,主要取決于線圈的圈數,結構及繞制方法等,與電流大小無關,反映電感線圈存儲磁場能的能力,也反映電感器通過變化電流時産生感應電動勢的能力.單位為亨(H)；
• 允許誤差 :電感的實際電感量相對于标稱值的最大允許偏差範圍稱為允許誤差；
• 感抗 XL:電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆.它與電感量L和交流電頻率f的關系為XL=2πfL；
• 品質因素 Q :也稱Q值或優值，是衡量電感器質量的主要參數。它是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時，所呈現的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高，其損耗越小，效率越高；
• 額定電流: 額定電流是指電感器在允許的工作環境下能承受的最大電流值；
• 标稱電壓 ；
• 分布電容（寄生電容）。

4、電感器和磁珠的主要區别

• 電感是儲能元件，而磁珠是能量轉換（消耗）器件；
• 電感多用于電源濾波回路，磁珠多用于信号回路，用于EMC對策；
• 磁珠主要用于抑制電磁輻射幹擾，而電感用于這方面則側重于抑制傳導性幹擾，兩者都可用于處理EMC、EMI問題；EMI的兩個途徑，即：輻射和傳導，不同的途徑采用不同的抑制方法，前者用磁珠，後者用電感；
• 磁珠是用來吸收超高頻信号，象一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲器電路都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等，其應用頻率範圍很少超過50MHZ；
• 電感一般用于電路的匹配和信号質量的控制上，一般地的連接和電源的連接。在模拟地和數字地結合的地方用磁珠。對信号線也采用磁珠。

磁珠的大小（确切的說應該是磁珠的特性曲線）取決于需要磁珠吸收的幹擾波的頻率。磁珠就是阻高頻，對直流電阻低，對高頻電阻高。因為磁珠的單位是按照它在某一頻率産生的阻抗來标稱的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的datasheet上一般會附有頻率和阻抗的特性曲線圖。一般以100MHz為标準，比如2012B601，就是指在100MHz的時候磁珠的Impedance為600歐姆。

5、電感的單位

電感符号：L；

電感單位：亨（H）、毫亨（mH）、微亨（μH），換算關系為：1H=10^3mH=10^6μH=10^9nH；換算：數值X10的n次方 如103 即為10X10的三次方nh 為10uh；

除此外還有一般電感和精密電感之分，一般電感：誤差值為20%，用M表示；誤差值為10%，用K表示。

精密電感：誤差值為5%，用J表示；誤差值為1%，用F表示。如：100M，即為10μH，誤差20%。

6、電感的作用

• 電感器在電路中主要起到阻交流通直流、阻高頻通低頻(濾波)，也就是說高頻信号通過電感線圈時會遇到很大的阻力，很難通過，而對低頻信号通過它時所呈現的阻力則比較小，即低頻信号可以較容易的通過它；
• 振蕩、延遲、陷波的作用；
• 篩選信号、穩定電流及抑制電磁波幹擾等作用。

電感在電路最常見的作用就是與電容一起，組成LC濾波電路。電容具有“阻直流，通交流的特性，而電感則有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有許多幹擾信号的直流電通過LC濾波電路，那麼，交流幹擾信号将被電感變成熱能消耗掉;變得比較純淨的直流電流通過電感時，其中的交流幹擾信号也被變成磁感和熱能，頻率較高的最容易被電感阻抗，這就可以抑制較高頻率的幹擾信号。

7、電感基礎原理

電感是一種能将電能通過磁通量的形式儲存起來的被動電子元件。通常為導線卷繞的樣子，當有電流通過時，會從電流流過方向的右邊産生磁場。

電感值的計算公式如下所示。卷數越多，磁場越強。同時，橫截面積變大，或改變磁芯都能夠使磁場增強。

交流電是指随時間推移電流大小和方向會發生周期性變化的電流。當交流電通過電感時，電流産生的磁場将其他的繞線切隔，因而産生反向電壓，從而阻礙電流變化。特别是當電流突然增加時，和電流相反方向的，即電流減少方向的電動勢會産生，來阻礙電流的增加。反之當電流減少時，則向電流增加的方向産生。

若電流的方向逆轉，反向電壓也同樣會産生。在電流被反向電壓阻礙之前，電流的流向會發生逆轉，因而電流就無法流過。另一方面，直流電由于電流不會發生變化，就不會發生反向電壓，也沒有發生短路的危險。也就是說，電感器是可以讓直流電通過，而通不過交流電的元器件。電能以磁能的形式存儲,使直流電通過而交流電無法通過。

8、電感器的測量

一、諧振法測量電感

如圖所示為并聯諧振法測電感的電路，其中C為标準電容，L為被測電感，Co為被測電感的分布電容。測量時，調節信号源頻率，使電路諧振，即電壓表指示最大，記下此時的信号源頻率f，則

由此可見，還需要測出分布電容Co，不接标準電容C，調節信号源的頻率，使電路自然諧振，設此頻率為f1，則

由上述兩式可得

把Co代入L的表達式，即可得到被測電感的感量。

二、交流電橋法測量電感

測量電感的交流電橋由如下所示的馬氏電橋和海氏電橋兩種，分别适用于測量品質因數不同的電感。

海氏電橋與馬氏電橋一樣，R3用開關換接作為量程選擇，R2和Rn為可調元件，由R2的刻度可直讀Lx，由Rn的刻度可直讀Q值。

用電橋測量電感時，首先應估計被測電感Q值以确定電橋的類型，再根據被測電感量的範圍選擇量程（R3）然後反複調節R2和Rn，使檢流計G的讀數最小，這時即可從R2和Rn的刻度讀出被測電感的Lx和Qx值。

9、常見射頻電感器的特點

• 繞線結構的特點

所謂繞線構造，是在氧化鋁芯上将銅線繞成螺旋狀。

1) 能夠實現低直流阻抗

2) Q(Quality factor)非常高

3) 能夠對應大電流利用該特點，可以在Q值要求較高的天線、PA電路中用于耦合及IF回路的共振。

• 積層結構的特點

所謂積層結構，是将陶瓷材料及線圈導體層壓成一體的單片結構。與繞線結構相比，能夠實現小型化、低成本化。

雖然Q值比繞線結構要低，但L值偏差、額定電流、大小、價格等整體的平衡性較好，用途也較為廣泛。

适用于移動通信設備的RF電路的耦合、扼流以及共振等各類用途。

• 薄膜結構的特點

薄膜結構也是采用積層構造，在制作線圈上采用微細加工技術，是一種實現了高精度陶瓷材料的貼片電感器。

線圈的制作精度非常高，具有如下特點。

1）即便是0603規格的小型貼片電感，也能夠實現高性能的電氣特性

2）能夠實現穩定電感值及細小電感值的階躍響應

3）高Q、高SRF因此，該電感符合移動通信設備的小型、輕量化趨勢，适用于需要偏差較小及較高Q值的RF電路的耦合及共振。

10、關于電感器的方向性

若電感的構造不完全對稱，則封裝方向上将産生特性差異。因此，為使産品在使用過程中充分發揮其應有的特性，産品上往往标有标記，以表明其方向性。

11、電感器射頻特性

12、電感器品質因素

電感器品質因數的高低與線圈導線的直流電阻、線圈骨架的介質損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關。

電感器提升Q值主要措施

最後總結下電阻器、電容器、電感器等效模型：

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