电感基础Word版

1、 主要内容一、电感的定义、分类和作用二、电感线圈的主要特性参数三、电感器的结构与特点四、电感使用的场合和频率特性五、常用电感六、TOKO电感产品介绍七、电感的应用电感线圈基本知识一、电感的定义、分类和作用电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。如下图所示，图中N为线圈的匝数。若只考虑电感线圈的磁场效应且认为导线的电阻为零，则此种电感线圈即可视为理想电感元件，简称电感元件。可见电感元件就是实际电感器的理想电路模型。它是一个理想的二端电路元件。     今给线圈中通以变化的电流i(t

2、),并设其参考方向如图中所示，则电流i(t)即要在线圈中产生磁通量(t)，(t)的参考方向也如图中所示，即(t)与i(t)的参考方向之间符合右手螺旋关系。I(t)与(t)的参考方向的这种关系称为关联方向。磁通量(t)的单位为Wb。磁通量(t)与匝数N的乘积称为磁链，用表示。若认为磁通量(t)与线圈的每一匝都交链，则有=N(t)2 / 20。的单位也为Wb。单位电流产生的磁链称为自感，也称电感，用L表示，即L=/i(t)=N(t)/i(t)L表征了电感元件产生磁链的能力。L的单位为Wb/A=H（亨），有时还用毫亨（mH），微亨（H）为单位。1 mh=10-3H,1H=10-6H.。需要指出，上面

3、是从电感元件的物理原型来定义理想电感元件的。但它的一般定义则是从数学上定义的 ， 即一个二端电路元件在任意时刻t，如果电流i(t)与其磁链(t)之间的 关系为-i平面上的一条曲线，则此二端电路元件即称为理想电感元件，简称电感元件。 这条曲线称为电感元件的韦安特性（即磁链与电流的关系曲线）。线性电感元件     若电感元件的韦安特性为一条通过坐标原点的直线，如下图 (a)所示，则称为线性电感元件，起韦安特性为=Li。线性电感元件的电感L为一常量，与电压u(t)和电流i(t)无关，其电路符号如下图 (b)所示。若电感元件线圈的芯子为空气或其它非磁性材料，则可

4、构成线性电感元件。非线性电感元件   若电感元件的韦安特性为某种形状的曲线，如下图 (b),(c)所示，则称为非线性电感元件。非线性电感元件的电感L不为常量，与电压u(t)和电流i(t)有关，其电路符号如图5-4-1(c)所示。若电感元件线圈的芯子为各种磁性材料，则可构成非线性电感元件。    线性与非线性电感元件的韦安特性电感的分类 ：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

5、0;分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。电感的作用的乎有些对立，电容通交阻直，而电感恰恰相反，它的作用通直阻交，直流电通过电感时产生的磁场方向大小是一致的，不会变化，而交流电是正负发生变化，所以磁场也会发生变化，由于从正（负）到负（正）是一个很短时间，假设先是正电位并不断上升，那么电感周围的磁场不断增加到顶时是最大，这时电位开始下降，由于周围有磁场存在，电感此时会把周围的磁场转换电能，使电能维此一段时间，反之一样从而阻此交流电通过。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

6、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=2fL 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=1/2 Li2 。可见，线圈电感量越大，流过越大，储存的电能也就越多。二、电感线圈的主要特性参数1、电感量L 与精度电感量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。电感器的电感量标示方法有直标法、文字符号法、色标法及数码标示

7、法。线圈电感量大小，主要决定于线圈的直径，匝数及有无铁芯，电感线圈的用途不同，所需的电感量不同电感量的精度，即实际电感量与要求电感量间的误差，对它的要求视用途而定，对振荡线圈要求较高为0.20.5，对耦合线圈和高频扼流圈要求较低，允许1015对于某些要求电感量精度很高的场合，一般只能在绕制后用仪器测试，通过调节靠近边沿的线匝间距离或线圈中的磁芯位置来实现。对于电感精度用符号表示如下用J,K,M,N,S表示J-±5% K-±10% M-±20% N-±30% S-高精度±3NH 有客户用L±15%电感器工作能力的大小用“电感量”来表示，

8、表示产生感应电动势的能力。电感量的基本单位是亨利(H)，常用单位为毫亨(mH)、微亨(11H)与纳亨(nH)，它们之间的换算关系如下：1H=103mH=106uH=109nH。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XL=2fL 3、品质因素Q 品质因数Q，用来表示线圈损耗的大小，高频线圈通常为50300对调谐回路的Q值要求较高，用高Q值的线圈与电容组成的谐振电路有更好的谐振技性；用低Q值线圈与电容组成的谐振电路，其谐振特性不明显。对耦合线圈，要求可低一些，对高频扼流圈和低频扼流圈

9、则无要求，Q值大小，影响回路的选择性效率，滤波特性以及频率的稳定性，一般均希望Q值大，但提高线圈的Q并不是一件容易的事,因此应根据实际使用场合，对线圈Q值提出适应的要求线圈的品质因数为：QL/R-工作角频 L-线圈的电感量R-线圈的总损耗电阻线圈的总损耗电阻，它是由直流电阻，高频电阻（由集肤效应和邻近效应引起）介质损耗等组成。为了提高Q值方法较多，例用镀银铜线，多股绝缘线，等增加磁导率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。5、固有电容线圈绕组的匝之间存在着分布电容，多层绕组层与

10、层之间也都存在公布电容，这些分布电容可以等效成一个与线圈并联的电容Co如下图： 固有fo=1/22LC这个电容的存在，使线圈的工作频率受到限制，Q值也含降低，上图实际为一由L,R和Co组成并联谐振电路，其谐振频率称为线圈的固有频率，为了保证线圈有效电感量的稳定，使用电感线圈的都使其工作频率远低于线圈的固有频率。为了减少线圈的固有电容，可以减少线圈骨架的直径，用细导线绕制线圈，或采用间绕法，蜂窝式绕法。6、线圈的稳定性电感量相对于温度的稳定性：温度对电感量的影响，主要是因为导线受热膨胀，使线圈产生几何变形，而引起的，所以在绕制时要考虑这一点。7、额定电流主要是对高频扼流圈和大功率的谐振线圈而言8

11、、外形尺寸三、电感器的结构与特点 电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。 1骨架  骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器（如振荡线圈、阻流圈等），大多数是将漆包线（或纱包线）环绕在骨架上，再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔，以提高其电感量。骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成，根据实际需要可以制成不同的形状。 小型电感器（例如色码电感器）一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁心上。 空心电感器（也称脱胎线圈或空心线圈，多用于高频电路中）不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上绕好后再脱去模具，并将线圈各圈之间拉开一定距离。

12、2绕组  绕组是指具有规定功能的一组线圈，它是电感器的基本组成部分。 绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕（绕制时导线一圈挨一圈）和间绕（绕制时每圈导线之间均隔一定的距离）两种形式；多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。 3磁心与磁棒  磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体（NX系列）或锰锌铁氧体（MX系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。  4铁心  铁心材料主要有硅钢片、坡莫合金等，其外形多为“E”型。 5屏蔽罩  为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正

13、常工作，就为其增加了金属屏幕罩（例如半导体收音机的振荡线圈等）。采用屏蔽罩的电感器，会增加线圈的损耗，使Q值降低。 6封装材料  有些电感器（如色码电感器、色环电感器等）绕制好后，用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。 四、电感使用的场合和频率特性 1、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。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

14、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。五、常用电感：1、色码电感和色环电感色码（环）电感器是具有固定电感量的电感器，其

15、电感量的标志方式，同电阻一样以色环来标记，详见如下图： 命名规则 ORDERING CODE LGA KB- 101 K 125 安装间距 Leads Pitch 电感值允差 Inductance Tolerance 标称电感值 Nominal Inductance 引出线形态 Preformed 长度 Length 外径 Outside Diameter 型号 Type色码 COLOUR COOE色标Colour标 准 电 感 值Nominal Inductance (H)允差Tolerance第一数字 First figure第二数字 Second figure倍 率Multiplier黑

16、Black01±20棕 Brown110-红 Red2100-橙 Orange31000-黄 Yellow410000-绿 Green5100000-蓝 Blue6-紫 Violet7-灰 Grey8-白 White9-金 Gold-0.1±5银 Silver-0.01±10关于这一部分电感我司网站上有详细介绍色码电感，色环电路，从结构形式上可分为轴向引线和经向引线色环电感：电感量：0.1uH22MH尺寸：0204、0307、0410、0512 豆形电感：0.1uH22MH尺寸：0405、0606、0607、0909、0910精度：J=±5% K=

17、77;10% M=±20%精度：J=±5% K=±10% M=±20%插件的色环电感                 读法：同色环电阻的标示立式电感：电感量：0.1uH3MH，规格：PK0455/PK0608/PK0810/PK09122、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、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

18、值高，体积小，价格低。4、大功率片状绕线电感 大功率片状绕线电感器主要用于DCDC变换器，用作储能元件或大电流LC滤波元件（降低噪声电压输出） 它以方形或圆形工字型铁氧体底部沉积导电材料，经烧结后形成焊接的电极大功率片状绕线型电感器型号不统一尺寸也不相同，电感量与直流电阻均需权衡考虑。 作为大功率片状电感器，还有两个主要合数，最大电流和工作频率 电感量：1NH20MH 分为带屏蔽、不带屏蔽，尺寸：SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105；RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124；CD43/54/73/75/104/105；个别示意图

19、： 贴片功率电感               屏蔽式功率电感5、可调线圈和压模线圈 主要将导线绕制成空心电感后，再绕注塑加可调磁芯。比较高档加铜螺杆，一般用于超短波接收技术。 6、共模线圈 在一个铁氧体磁芯上杂绕两组或两组以上线圈，常用于电脑等开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。 7、磁环 在环形铁氧体磁芯片绕制一组线圈，用于抗电磁干扰（EM1）特点；使用频率高，高频损耗低，承受电流大，电感量调整方便，抗电磁干扰性能强等优点，DVD机上用较多 8、磁珠 在空

20、心铁氧体磁管，用导线穿过，形成一个简易磁珠经，比较复杂的磁珠，其穿线方式不同，目前发展有贴片磁珠，主要起抑制辐射作用。 片状磁珠：种类：CBG（普通型） 阻抗：53KCBH（大电流） 阻抗：30120CBY（尖峰型） 阻抗：52K个别示意图： 贴片磁珠                     贴片大电流磁珠     规格：0402/0603/0805/1206/121

21、0/1806（贴片磁珠）   规格：SMB302520/SMB403025/SMB853025（贴片大电流磁珠）插件磁珠   规格：RH3.5  9、贴片小电感 表面贴装电感器，适用于表面贴装技术，其引出端焊接面压同一平面上片式电感，主要有叠层式，厚膜式，绕线式，三个类形，绕线式是电感小型化的产物，叠层式是采用光刻工艺生产制作。电感量：10NH1MH，材料：铁氧体 绕线型 陶瓷叠层，精度： J=±5% K=±10% M=±20%，尺寸： 0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008

22、=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm ，个别示意图：   贴片绕线电感          贴片叠层电感10、轴向滤波电感规格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019电感量：0.1uH-10mH。额定电流：65mA10A。   Q值高，价位一般较低，自谐振频率高。11、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

23、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。12、中周与变压器（一）、中周：中频变压器；在固定的骨架上绕制一组或多组线圈，接不同要求调定绕制接线方法，电感量范围宽。（二）、中周特点：电感量范围宽，结构形式多种多样。（三）、中周用途：中放、耦合、鉴频、滤波等电路（四）、变压器：顾名思义，能够变化电压的器件，指交流而言，在O型或E型，R型铁芯上绕制多组的线圈，其中一组为输入端，另外一组或几组为输出端，其简易电路

24、图和工作原理如下图；由于我们销售中较少碰到这类问题，这里简略一下。 Ui输入 Uo输出 电压变化与线圈的匝数成正比； Uo考虑铁损，考虑线圈绕法以及 Ui U2 （五）、变压器：主要有脉冲变压器、驱动变压器、通讯设备用滤波变压器；还有电源变压器（有E型、O型、R型）等  六、TOKO电感产品介绍（以2004版） 1贴片小固定电感（第3页） 型号： L L -2012 - F L-1N5-STOKO编号V叠层；P厚膜；Q线绕；M带引脚；U无极性尺寸长宽FL材料；F与B平行，FB与B 垂直；FH在F 基础上改进；FS在FH的基础上改进无铅电感量精度与前面讲一样 注：引脚与B 垂直，无极性

25、，FB引脚与B 平行，有极性F、FH、FS反装对电路有影响F FH改进Q值 10%，Rdc 30IcFH FS第二次改进。叠层是每层印刷叠加起来厚膜是光刻工艺集成。特点：精度高，误差范围小，无铅，SRF（自谐频率）高，信赖性好。应用：通信产品，IT类，数码产品。主要竟争对手：Murota TDK 太阳诱电等。电感范围:按某个型号对应。机械环境试验电感P32 2.表面贴装，一般固定电感（第47页）型号系列 D 或其他方法 TOKO型号乱TOKO编号系列材料尺寸这一部分电感也可以记贴片功率电感对应电感的具体型号（电感P11 9页） TOKO品牌序号引出脚 材料感值误差特点：电感量大，型号多，高电流

26、，功率大，低功耗，小尺寸应用：电脑主板，手机，数码相机，PDA，DVD，通信电源，MP3等消耗类电子产品。3.各种线圈（第816页）（1） 照明驱动扼流圈D31FU D32FU D52FU D53FU D52U（2） 数字音频功放扼流圈DAW DAWL DASM DASL DAW特点，体积小，与数字放大器匹配，低直流阻抗。DAS特点：体积小，闭磁路构造，损耗小，但电感范围小（3）共模扼流线圈：B5W B4W NT2520 NT2012等 其中B5W B4W是IEEE1394制式（电气看电子工程协会） NT2520,NT2012是IEEE1394，USB2.0制式 特点：防幅射，抗干扰，传输数据好，EMC 主要用于USB接口，传真机，打印机，无线数据传输 FS16TR音频视频接口，信赖性好。 ECM85电源线接口，大电流闭磁路 BS43小磁珠芯片，大电流，高频，低直流阻抗。 （4）磁环线圈 C3B C3BB 特点：应用各种大电流设备，低能耗 应用：电脑主板 DVD等（1） 差频雷达收发机用贴片线圈 SA412（车载DVD） 特点：车载适应性好，信赖性好磁芯与线圈用树脂粘好，可靠性好Q值高，电感量设计范围广，可用于回流焊接 （6）各种小型可调线圈（中周） （P13）