电感原理、电感选型、品质因数
0 2023-05-30

电感(Inductor): 电感是一种通过线圈以磁场能的形式储存电能量。通常为导线卷绕的样子,当有电流通过时,会从电流流过方向的右边产生磁场。

电感值的感值和卷数磁芯都有关。卷数越多,磁场越强。同时,横截面积变大,或改变磁芯都能够使磁场增强。电感值公式如下:

电感和前文讲的电容也一样,在实际模型中也会存在等效电容和等效电阻。因此电感的实际等效模型如下:

电感的构造:

电感器构造主要分为绕线型、叠层型、薄膜型。

绕线型的特点是Q值较高。由于Q值越高,滤波器带通的衰减特性越好,所以它可使用于射频部分的匹配电路上。其次,因其低电阻特性,也常常用于大电流的扼流电路中。

薄膜型的特点是,小型化且也具有较高单独Q值,L值的偏差较小,能实现较小L值的分布响应。

叠层型构造具有低成本,Q值也较低。

电感需要注意那些参数:

  • 饱和电流Isat

在电感上加一特定量的直流偏压电流,使电感的电感值下降,相对未加电流时 的电感值下降30%(或者40%),这个直流偏压电流就叫该电感的饱和电流。

  • 温升电流Itemp

加载到电感器两端的电流逐渐增加时,更多的功率损耗会使电感器上的温度逐渐升高,当电感器的温度在环境温度(通常为+20℃或+25℃)的基础上升高20℃或40℃时,通过电感器的直流电流大小,称为温升电流。

下图Isat=25A, Itemp=12A

  • 直流阻抗Rdc

这个参数影响最大最直接的就是发热损耗,所以直流阻抗越小损耗越少。电感在直流电流下测量得之电阻,客户通常对DCR值的要求是越小越好

  • Z阻抗值

电感在交流电流下表现出的阻碍作用的总和,因此阻抗又俗称“交流电阻”。理想电感的阻抗随着频率增加而增加,然而实际电感由于寄生电容和寄生电阻的存在,在一定频率下呈现感性,超过一定频率呈容性,阻抗反而随着频率的增加而减小。阻抗特性曲线如下图:

  • 品质因数

Q值是表示电感器质量的参数。Q是Quality Factor(质量系数)的简称。线圈的电阻成份和对应频率的电感之比(R/2πfL)称为损耗系数,其倒数便是Q值(Q=2πfL/R)。f是流过线圈的电流频率,Q值会随频率发生变化。简而言之,Q值越高,损耗越低,对于高频电感器而言,其具有十分优异的特性。





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