电感知识讲义精品课件

1、电感知识讲义第1页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五目录电感的概述;常用电感图示;电感的基本结构介绍;电感的工作原理简述;电感在电路的特点;电感的主要作用;电感的分类;电感的主要参数说明;电感选型基本要领;电感规格书查阅的重点;提问探讨.第2页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五一、电感的概述： 1. 电感（Inductor)是我们常见的磁性元器件之一，简单说它在电路中主要是通过阻碍交流电流的变化来实现其功能的; 2. 电感在电子电路中通常用字母“L”来表示，其原理图中元器件符号如下:第3页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五二、常用电感

2、图示: 第4页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五三、电感的组成： 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，也可以由实心的铁芯或磁粉芯组成，下面以模压电感图片为例展示电感的基本构造。第5页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五四、电感的工作原理： 线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线.根据法拉弟电磁感应定律-磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势 ,当感应电动势形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流,由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总要力图阻止原来磁力线的变化。第6页，共20页，

3、2022年，5月20日，5点21分，星期五五、电感在电路的特点：6.1 滤波（纹波及EMI消除）；6.2 储能（开关电源和逆变电源中广泛使用）；6.3 谐振（收音机选频，LC振荡电路）；6.4 陷波（高通或低通以及带通陷波电路）;六、电感的主要作用： 通直流阻交流(即：理想的电感器对直流电流没有任何阻碍作用;对交流电流随着频率的增加其阻碍作越来越明显）。第7页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五七、电感的分类：7.1 按安装方式分： 插件电感（Through Hole Type) 贴片电感（SMD Type)第8页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五7.2

4、按电感量的可变性能来分： 固定电感 (电感量固定不能随意调节) 可调电感(电感量在一定范围内可以调节) 固定电感器 可调电感器第9页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五7.3 按工作频率分： 低频电感器(工作频率60Hz,例如:电 输入级的EMI共模或差模电感） 中频电感器（工作频率位于 60HzF 20KHz,例如:功率电感、 储能电感等） 高频电感器（工作频率高于20KHz， 例如:色码电感和高Q值电感） 第10页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五7.4 按屏蔽结构分（主要针对电源滤波电感） 带屏蔽结构电感 1.特点:有磁屏蔽罩,从外面看不 到内部线圈

5、结构(成本相对较高，主要应用于 零件安装密度高，对散热和电磁等防护要求比 较高的高性能工作稳定的产品） 2. 优点:结构紧凑、漏感低,对电 感周边零 件磁干扰影响较小、散热好,性能 较稳定） 非屏蔽结构电感 1.特点:没有磁屏蔽罩，从外面能看到 内部线圈结构(主要适用于零件安装密 度低，对电磁干扰和稳定性能相对要求较低的 场合) 2.优点:结构简单、成本较低.第11页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五7.5 按导磁体的性质分 空芯电感线圈(不带磁芯的单层绕组结构,感 量低、集肤效应及匝间电容 低，主要用于高频振荡电路). 带磁芯电感线圈(带磁芯的单层或多层绕组结构，感量 大

6、、品质因素(Q值)高，高温和大电流 工作条件下感量等性能稳定，主要应 用于DC-DC大电流滤波、EMI消除以 及储能电路中).第12页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五7.6 按照引脚的结构方式(主要针对插件型元件） 径向型:引脚的出线方向与元件圆截面直径 方向一致，与圆轴线垂直，如下图 说明: 轴向型:引脚的出线方向与元件圆截面轴线 方向一致，与圆直径垂直，如下图 说明:第13页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五7.7 按电感的用途来分类: 信号电感(一方面用于消除视频、音频等信号杂讯 确保整机系统工作性能稳定,另一方面用 于信号的发生、整形); 电源

7、类电感(应用于电源设备上作为低频滤波及储 能器件); 抗干扰类电感(整机EMI、EMC安规论证需求);第14页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五八、电感主要参数说明8.1 电感量(Inductance)： A).电感的最基本参数之一，其单位为H(亨利）单位换算关系为： 1H=1000mH=1000000uH； B).电感量分为： 静态电感量(Static Inductance) (测试结果与频率&电压&周围环境的温湿度有关,验证时以规格 书条件为准进行验证） 动态电感(Dynamic Inductance) 改变电感测试频率&工作电流以及温度以模拟电感在电路中工 作状态以验

8、证电感的稳定性能8.2 误差(Tolerance)： 电感误差决定电感其静态感量的精度等级，常用的有5%(J级）; 10%（K 级）;20%（M级）; 25%（N级）; 30%. 精度等级主要取决于绕线的匝数和磁材的特性状况,同电感量系列产品精度越高,价格相对越高.第15页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五8.3 直流电阻值(D.C.R); A).指电感的漆包线直流电阻值,单位:(欧姆)或者m(毫 欧姆); B).直流电阻值决取于电感线圈的匝数、线径以及漆包线 的电阻率; C).直流电阻值取决于电感工作时表面温度,希望越小越好.8.4 额定电流（Rate Current):

9、 温升电流(Irms):电感表面温升T小于40时流过电感的最大电流 值. 饱和电流(Isat):电感量下降至原来的70%(参考值）时流过电感的 最大电流值. * 通常情况我们如上两者中最少的一个为电感的额定电 流. * 额定电流为电感元器件选型时必须要考量的重要因素,通常电路 设计时取5%20%余量值.第16页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五 8.6 品质因素(Q值): A).品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的 比值,即:Q=XL/R. B).品质因数为高频电感线圈选型时必须要考量的重要参数之一,厂家通常采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈

10、的Q值. 8.7 外型&尺寸（Out Line) 体积小型化是目前产品设计的主流,也是当前电子元器件发展的必然趋势,电感选型时满足基本的电气参数需求需求前提下，尽量采用小体积产品以节约产品的使用空间，通常情况下电感选型外型重点关注引脚间距、型状结构、本体及外形安装尺寸第17页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五九、电感选型基本要领:9.1 电感选型必须向客户了解到如下信息: A).产品的应用场合; B).标称感量及误差要求； C).谐振频率(F0)及品质因素; D).电路中额定工作电流(Irat); E).电路峰值电压（Irms)； F).电感工作时周围环境温度; G).安装

11、尺寸要求(如脚距Pitch、本体外围尺寸等); H).客户的生产工艺能力(产品安装信息).9.2 电感选型的基本原则: A).以低成本,节约使用空间为基本原则; B).电感选择时必须充分考虑电路工作频率、电流、温度波动对电感参数性能的影响(电感选择其电气参数必须留有合理的余量); C).必须结合整机产品安全、安规、环保论证及防护性能.第18页，共20页，2022年，5月20日，5点21分，星期五十、电感规格书查阅的重点1.了解电感封装规格、外型尺寸;2. 了解电感基本静态电气参数及测试条件: A).标称电感量及误差; B).额定电流； C).最大直流电阻值(D.C.R); D).品质因素(Q值)及谐振频率(F0)(针对高频电感); E).绝缘电阻及耐压要求.3. 了解电感动态工作性能: *3.1 电感量 vs 频率； *3.2 电感量 vs 工作电流; 3.3 电感量 vs 工作环境温度. *3.4 表面温升vs 工作电流