tag 标签: 额定电流

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    2023-5-26 10:33
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    干货 | 如何选择一个合适的电感?
    电感器 ——又称扼流器、电抗器、动态电抗器。与电容器、电阻器一起被称为三大被动元件,继电容器、电阻器之后迅速发展实现片式化的元件。 基本原理 自感现象:当流经导体本身的电流发生变化时会产生的电磁感应现象。用金属导线做成线圈,流经线圈的电流发生变化时,会产生很明显的电磁感应现象 , 线圈自感应反向电动势阻碍电流的变化 , 起到平稳电流的作用。具体地,如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。 从能量角度看就是,电感器能把电能转储为磁能,把磁能释放为电能。同一电感器对不同变化频率的电流阻碍效果不一样 , 其总体规律是 : 通低频,阻高频。 电感器主要性能参数 电感量也称自感系数,是表示当流经电感器的电流发生变化时,其产生自感应能力的一个物理量。电感量的大小反映了元件存、释能量的强弱。电感量是电感器本身固有特性,取决于线圈匝数、绕制方式、磁芯材料等。 公式: Ls=(k* μ *N ² *S)/L 其中 : μ为磁芯的相对磁导率 N 为线圈圈数的平方 S 线圈的截面积,单位为平方米 L 线圈的长度,单位为米 k 经验系数 从公式可知 : 线圈圈数越多、绕制的线圈越密集,电感量就越大。有磁芯的线圈比无磁芯的线圈电感量大;磁芯导磁率越大的线圈,电感量也越大。电感量的基本单位是亨利(亨),用字母 “ H ”表示。常用单位毫亨( mH )、微亨(μ H )、纳亨( nH )。换算关系为: 1H=10^mH=10^6 μ H=10^9nH 电感量允许误差 允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值。用于振荡或滤波等电路中的电感器要求精度较高,允许偏差为 ± 0.2%~ ± 0.5% ;用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高 , 允许偏差为± 10%~ ± 20% 。 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=2 π fL 品质因素Q 品质因素 Q 是表征电感器质量的一个主要参量。 Q 为电感器在某一频率的交流电压下工作时,感抗 XL 与其等效的电阻的比值 : 公式: Q = XL / R 因 XL 与频率有关,所以 Q 值与频率相关。常见 Q-F 曲线为钟形。电感器的 Q 值高低与线圈导线的直流电阻,磁芯介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。 Q 值反映元件工作时所做的有用功与其本身消耗的能量比例关系,电感器 Q 值越高,回路的损耗越小,效率越高。电感器的 Q 值通常为几十到几百。接收、发射模块中的耦合、调谐电路对 Q 值要求高,滤波电路 Q 值要求低 自谐振频率SRF 电感器的寄生电容与电感量发生谐振的频率点,记为 FSR 。在 FSR 下,电感感抗与寄生电容容抗相等并互相抵消,整体表现为电抗为 0 , FSR 处电感失去储能能力表现出高阻的纯阻特性。即 FSR 处, Q=0 。 公式: FSR= -1 寄生电容是指线圈的匝与匝之间,线圈与磁芯之间,线圈与地之间,线圈与金属之间都存在的电容。电感器的寄生电容越小,其稳定性越好。寄生电容的存在使线圈的 Q 值减小,稳定性变差,因而线圈的寄生电容越小越好。 直流电阻Rdc 直流电阻 ——直流状态下测量元件的电阻值,单位为欧姆。表征元件内部线圈的质量状况,符合欧姆定律。在电感设计中,都要求直流电阻隔尽可能的小。通常标称为最大值。 额定电流Ir 额定电流是指电感器在允许的工作环境下能承受的最大电流值。电流通过会引起元件发热,元件温升电感量会下降,取元件电感量下降 30% 或器件温升 40 ℃的电流值为额定电流。若工作电流超过额定电流,则电感器就会因发热而使性能参数发生改变,甚至还会因过流而烧毁。额定电流为其允许的最大工作电流,同系列产品,电感量增大,额定电流减少。对非磁性磁芯电感器来说,额定电流取决于直流电阻,直流电阻越小则温升越小,容许电流越大。 电感感值是不是越大越好? 在回答这个问题之前,我们先来看一个公式: 上述公式为电感量的计算公式, L 是电感值,μ是磁导率, N 是线圈匝数; A 是磁心的横截面积 , ι是线圈的长度。电感值的大小与电感器的结构参数有关,取决于线圈中磁心的横截面积 A 、线圈的长度ι,以及磁心材料的磁导率μ以及线圈的匝数 N 。其中, N 是二次方项,说明匝数是影响电感量的主要因素。如果为了在相同外形尺寸及相同材质的磁心上缠绕更多的匝数,就必须用细一些的导线,电感的额定电流就会相应的降低,就是说提高电感值的同时牺牲了电感的额定电流 ( 相同磁芯的条件下 ) 。 所以电感感值不是越大越好。 那如何选择合适的电感呢? 主要根据电感的封装尺寸,以及电路设计需要的最小感值和额定工作电流等来确定所需要的合适的电感器。此外还需要综合考虑电感器的工作环境,参考工作频率、工作电压等参数。 选择了不合适的电感有哪些影响呢? 如果选择了不合适的电感那么电感基本的储能和滤波作用达不到,或者引起电路短路、漏电,更严重的电感发热甚至引起电路板自燃,影响电路的使用。
  • 热度 22
    2013-2-5 13:12
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      前面简单介绍了EMI磁珠的基本特性曲线。 从磁珠的阻抗曲线来看,其实它的特性就是可以用来做高频信号滤波器。需要注意的是,通常大家看到的厂家提供的磁珠阻抗曲线,都是在无偏置电流情况下测试得到的曲线。 但大部分磁珠通常被放在电源线线上用来滤除电源的EMI噪声。在有偏置电流的情况下,磁珠的特性会发生一些变化。下面是某个0805尺寸 500mA的磁珠在不同的偏置电流下的阻抗曲线。大家可以看到,随着电流的增加,磁珠的峰值阻抗会变小,同时阻抗峰值点的频率也会变高。 在进一步阐述磁珠的特性之前,让我们先来看一下磁珠的主要特性指标的定义: Z (阻抗,impedance ohm) :磁珠等下电路中所有元件的阻抗之和,它是频率的函数。通常大家都用磁珠在100MHz时的阻抗值作为磁珠阻抗值。 DCR (ohm): 磁珠导体的的直流电阻。 额定电流:当磁珠安装于印刷线路板并加入恒定电流,自身温升由室温上升40C时的电流值。 那么EMI磁珠的磁珠有成千上万种,阻抗曲线也各不相同,我们应该如何根据我们的实际应用选择合适的磁珠呢?(如需转载,请注明出处)     (如需转载,请注明出处)()?(如需转载,请注明出处)    
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    2013-1-25 08:26
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    假如磁珠用于信号线,那应该如何选择磁珠的种类呢? 首先,我们应该知道磁珠要用于何种信号线,比如是音频,视频还是其他。这也就是说应该知道信号的工作频率。原则上,磁珠的阻抗峰值频率应至少高于信号的有效带宽,否则会影响影响信号完整性,从而影响系统的正常工作。即使对于像音频之类的低频信号,因为音频信号通常是由音频解码器解码而来,其EMI噪声通常是音频解码器的几十MHz的时钟频率谐波。因此,即使是低频的音频信号,其EMI噪声通常也会是高达几十甚至几百MHz的高频噪声。 其次,要知道信号电流。对于大多数信号而言,像视频,RS232等,仅仅是信号而已,并没有太大的电流输出,因此通常不需要考虑磁珠的额定电流。但对于音频信号,通常是有功率输出的,此时磁珠的选择就要考虑输出电流。此时要将音频信号折算成有效值来选取适当额定电流的磁珠。 峰值阻抗应选择在可能出现EMI问题的频率点附近。 用于高速信号的磁珠要注意阻抗匹配,比如用于视频信号线的磁珠阻抗在100MHz左右要在50欧姆左右。 用于信号线的磁珠,通常不需要考虑磁珠DCR,磁珠的尺寸要越小越好。 最后就是磁珠的阻抗曲线要尽量陡峭,以免影响信号完整性。 小磁珠,大学问! 但愿这几篇拙文能够给广大读者有些帮助。 后面会接着聊其他EMC话题,敬请关注! 如需转载,请注明出处,多谢! EMC磁珠到底是什么特性?(1) EMC磁珠到底是什么特性?(2) EMC磁珠到底是什么特性?(3) EMC磁珠到底是什么特性?(4) EMC磁珠到底是什么特性?(5) EMC磁珠到底是什么特性?(6)终结篇
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