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电感的理论与实践-色环电感厂家

发表时间:2019-08-05 10:22

在一个由微处理器、ASIC、MCU、GPU和DSP驱动的国际中,电感器等无源元件一般被视为有些神秘,许多人以为它们的运用包含一种难以了解的“魔法(black art)”。可是,电感的结构十分简略,一般由环绕金属形体缠绕的简略线圈组成,它们能够在现代电路中履行各种重要功能。因此,规划工程师需要充分了解它们的作业方式,并能够针对特定运用挑选正确的电感器。

抵抗改变

尽管有些电感器是空芯的,但大多数都运用铁芯,或许更常见的是选用铁氧体,这会增加电感器作业所需的磁场强度。当电流增大时,磁场强度也会增加,当电流改变时,如Michael Faraday的感应规律所述,电感器两端的电压也会发生改变。这种电压被称为“反电动势”,它发生的电流在相反的方向上流动,从而与原始电流相反,这种效应在伦茨规律(Lenz’s law)中得到了详细的论述。

本质上,电感器会抵抗流过电流的任何改变。这是一种十分有用的特性,可在电路中用于滑润电力体系的输出级等信号。电感器在DC/DC转换器中特别有用,其间电感器从“斩波”开关波形中发生滑润的DC输出。电感器一般也用于在RF和音频运用中供给模拟滤波,或许它们能够作为简略的抑制器来过滤和抑制通讯总线中的EMI等。

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了解你的参数

电感器一般用电路符号“L”表明,电感单位是亨利,用符号“H”表明(以19世纪科学家Joseph Henry命名)。一个亨利是指电感器中电流以每秒1A的速率改变时,感应发生1V的反电动势所需的电感量。实践上,亨利十分大,因此电感值一般在毫亨(mH)到纳亨(nH)的范围内。

电感器的滤波响应会随频率而改变。每个电感器都有一个自谐振频率(SRF),它是电感器具有最显着滤波作用时的频率。高于此频率,电感器开端体现得更像电容器,从而其滤波作用回降低。因此有必要挑选高于体系作业频率的自谐振频率。

由于电感器是用导线弯绕构成,因此具有特定的直流电阻(DCR),其阻值会跟着导线变细和导线变长而变大,这意味着DCR一般与电感值成大约的正比例。DCR会导致体系发生损耗,其巨细与通过电感器的电流的平方直接相关,或许导致电感器在作业期间变热,而这些是不希望发生的,尤其是在高功率密度的电源运用中,其间消散发生的剩余热量是一个巨大应战。

与DCR电阻密切相关的是额定电流,一般定义为标称电感下降到特定百分比,或电感器中心内部呈现特定温度升高时的电流。尽管两者都是有效的测量标准,可是对于电感或温度改变值没有遍及承受的行业标准,因而要比较来自不同制造商的电感器具有很大应战性。

要记住的最终一个参数是“Q因子”,或许运用其全名“质量因子”。在数学上,这是在给定频率下电感与电阻的比值,许多人将其视为电感器功率的度量。Q因子的值越高,该特定电感器越挨近理论上完美的电感器。

电感器的物理格局也是一个考虑要素。尽管许多电感器为外表贴装型,可用作自动装配机,但较大类型电感器(例如电源运用中运用的类型)或许仍然具有引线,需要额外的生产过程。一些电感器包括屏蔽(能够防止影响其他区域电路的电噪声),这种格局下,由于所有磁通量都保留在电感器内,因此它们也功率更高(具有更高的Q因子)。

电感器的实践运用

尽管大多数电感器基本上是环绕铁氧体磁芯绕线,可是如果选用不同的材料、导线类型、形状因数和机械结构,会导致十分不同的功能,使得每种电感器都能够有最适合的运用。例如,RF电感器用于需要无线通讯的体系,而且一般被规划成保持最高水平的信号完整性。许多RF电感器与通用电感器的不同之处在于它们倾向于运用非导电塑料线圈架(coil former)。为了实现RF运用所需的功能,电感容差一般很小(±5%),而且其结构办法需要保证绕组距离沿电感器的长度方向恒定。一种最新型固定射频电感器是Coilcraft的132 系列。




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