干貨：一文讀懂電感 值得收藏

　　電感器(Inductor)是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來(lái)的元件，具有阻止交流電通過(guò)而讓直流電順利通過(guò)的特性，頻率越高，線(xiàn)圈阻抗越大。電感器電感量的大小，主要取決于線(xiàn)圈的圈數(匝數)、繞制方式、有無(wú)磁心及磁心的材料等。而電感是閉合回路的一種屬性，即當通過(guò)閉合回路的電流改變時(shí)，會(huì )出現電動(dòng)勢來(lái)抵抗電流的改變。

　　具體電感的定義：

　　電感是導線(xiàn)內通過(guò)交流電流時(shí)，在導線(xiàn)的內部及其周?chē)a(chǎn)生交變磁通，導線(xiàn)的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。L=ψ/I

　　電感的符號與單位

　　電感符號：L

　　電感單位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH) 、納亨(nH)，1H=103mH=106uH=109nH。

　　電感的分類(lèi)：

　　按電感形式分類(lèi)：固定電感、可變電感。

　　按導磁體性質(zhì)分類(lèi)：空芯線(xiàn)圈、鐵氧體線(xiàn)圈、鐵芯線(xiàn)圈、銅芯線(xiàn)圈。

　　按工作性質(zhì)分類(lèi)：天線(xiàn)線(xiàn)圈、振蕩線(xiàn)圈、扼流線(xiàn)圈、陷波線(xiàn)圈、偏轉線(xiàn)圈。

　　按繞線(xiàn)結構分類(lèi)：?jiǎn)螌泳€(xiàn)圈、多層線(xiàn)圈、蜂房式線(xiàn)圈。

　　按工作頻率分類(lèi)：高頻線(xiàn)圈、低頻線(xiàn)圈。

　　按結構特點(diǎn)分類(lèi)：磁芯線(xiàn)圈、可變電感線(xiàn)圈、色碼電感線(xiàn)圈、無(wú)磁芯線(xiàn)圈等。

　　電感的主要特性參數

　　電感量L：表示線(xiàn)圈本身固有特性，與電流大小無(wú)關(guān)。除專(zhuān)門(mén)的電感線(xiàn)圈(色碼電感)外，電感量一般不專(zhuān)門(mén)標注在線(xiàn)圈上，而以特定的名稱(chēng)標注。

　　感抗XL：電感線(xiàn)圈對交流電流阻礙作用的大小稱(chēng)感抗XL，單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為感抗計算公式：XL=2πfL

　　品質(zhì)因素Q：表示線(xiàn)圈質(zhì)量的一個(gè)物理量，Q為感抗XL與其等效的電阻的比值，即：Q=XL/R。 線(xiàn)圈的Q值愈高，回路的損耗愈小。線(xiàn)圈的Q值與導線(xiàn)的直流電阻，骨架的介質(zhì)損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗，高頻趨膚效應的影響等因素有關(guān)。線(xiàn)圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線(xiàn)圈，多股粗線(xiàn)圈均可提高線(xiàn)圈的Q值。

　　分布電容：線(xiàn)圈的匝與匝間、線(xiàn)圈與屏蔽罩間、線(xiàn)圈與底版間存在的電容被稱(chēng)為分布電容。分布電容的存在使線(xiàn)圈的Q值減小，穩定性變差，因而線(xiàn)圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。

　　允許誤差：電感量實(shí)際值與標稱(chēng)之差除以標稱(chēng)值所得的百分數。

　　標稱(chēng)電流：指線(xiàn)圈允許通過(guò)的電流大小，通常用字母A、B、C、D、E分別表示，標稱(chēng)電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。

　　常用電感線(xiàn)圈

　　單層線(xiàn)圈：?jiǎn)螌泳€(xiàn)圈是用絕緣導線(xiàn)一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機中波天線(xiàn)線(xiàn)圈。

　　蜂房式線(xiàn)圈：如果所繞制的線(xiàn)圈，其平面不與旋轉面平行，而是相交成一定的角度，這種線(xiàn)圈稱(chēng)為蜂房式線(xiàn)圈。而其旋轉一周，導線(xiàn)來(lái)回彎折的次數，常稱(chēng)為折點(diǎn)數。蜂房式繞法的優(yōu)點(diǎn)是體積小，分布電容小，而且電感量大。蜂房式線(xiàn)圈都是利用蜂房繞線(xiàn)機來(lái)繞制，折點(diǎn)越多，分布電容越小

　　鐵氧體磁芯和鐵粉芯線(xiàn)圈：線(xiàn)圈的電感量大小與有無(wú)磁芯有關(guān)。在空芯線(xiàn)圈中插入鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線(xiàn)圈的品質(zhì)因素。

　　銅芯線(xiàn)圈：銅芯線(xiàn)圈在超短波范圍應用較多，利用旋動(dòng)銅芯在線(xiàn)圈中的位置來(lái)改變電感量，這種調整比較方便、耐用。

　　色碼電感線(xiàn)圈：是一種高頻電感線(xiàn)圈，它是在磁芯上繞上一些漆包線(xiàn)后再用環(huán)氧樹(shù)脂或塑料封裝而成。它的工作頻率為10KHz至200MHz，電感量一般在0.1uH到3300uH之間。色碼電感器是具有固定電感量的電感器，其電感量標志方法同電阻一樣以色環(huán)來(lái)標記。其單位為uH。

　　阻流圈(扼流圈)：限制交流電通過(guò)的線(xiàn)圈稱(chēng)阻流圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。

　　偏轉線(xiàn)圈：偏轉線(xiàn)圈是電視機掃描電路輸出級的負載，偏轉線(xiàn)圈要求：偏轉靈敏度高、磁場(chǎng)均勻、Q值高、體積小、價(jià)格低。。四、 電感在電路中的作用

　　基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等

　　形象說(shuō)法：“通直流，阻交流”

　　細化解說(shuō)：在電子線(xiàn)路中，電感線(xiàn)圈對交流有限流作用，它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等;變壓器可以進(jìn)行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。

　　由感抗XL=2πfL 知，電感L越大，頻率f越高，感抗就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比，還與電流變化速度△i/△t

　　電感線(xiàn)圈也是一個(gè)儲能元件，它以磁的形式儲存電能，儲存的電能大小可用下式表示：WL=1/2 Li2 。

　　可見(jiàn)，線(xiàn)圈電感量越大，流過(guò)越大，儲存的電能也就越多。

　　電感的符號

　　電感量的標稱(chēng)：直標式、色環(huán)標式、無(wú)標式

　　電感方向性：無(wú)方向

　　檢查電感好壞方法：用電感測量?jì)x測量其電感量;用萬(wàn)用表測量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。

　　電感的型號、規格及命名

　　片狀電感

　　電感量：10NH～1MH

　　材料：鐵氧體 繞線(xiàn)型 陶瓷疊層

　　精度： J=±5% K=±10% M=±20%

　　尺寸： 0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm

　　功率電感

　　電感量：1NH～20MH

　　帶屏蔽、不帶屏蔽

　　尺寸：SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105;RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105;

　　片狀磁珠

　　種類(lèi)：CBG(普通型) 阻抗：5Ω～3KΩ

　　CBH(大電流) 阻抗：30Ω～120Ω

　　CBY(尖峰型) 阻抗：5Ω～2KΩ

　　貼片大電流磁珠

　　規格：0402/0603/0805/1206/1210/1806(貼片磁珠)

　　規格：SMB302520/SMB403025/SMB853025(貼片大電流磁珠)

　　插件磁珠

　　規格：RH3.5

　　規格 A B C 阻抗值(Ω)

　　10mHz 100mHz

　　RH3.5X4.7X0.8 3.5±0.15 4.7±0.3 62±2 20 45

　　RH3.5X6X0.8 3.5±0.15 6±0.3 62±2 25 65

　　RH3.5X9X0.08 3.5±0.15 9±0.3 62±2 40 105

　　色環(huán)電感

　　電感量：0.1uH～22MH

　　尺寸：0204、0307、0410、0512

　　豆形電感：0.1uH～22MH

　　尺寸：0405、0606、0607、0909、0910

　　精度：J=±5% K=±10% M=±20%

　　精度：J=±5% K=±10% M=±20%

　　立式電感

　　電感量：0.1uH～3MH

　　規格：PK0455/PK0608/PK0810/PK0912

　　軸向濾波電感

　　規格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019

　　電感量：0.1uH-10mH。

　　額定電流：65mA~10A。

　　Q值高，價(jià)位一般較低，自諧振頻率高。

　　磁環(huán)電感

　　規格：TC3026/TC3726/TC4426/TC5026

　　尺寸(單位mm)：3.25~15.88

　　空氣芯電感

　　空氣芯電感為了取得較大的電感值，往往要用較多的漆包線(xiàn)繞成，而為了減少電感本身的線(xiàn)路電阻對直流電流的影響，要采用線(xiàn)徑較粗的漆包線(xiàn)。但在一些體積較少的產(chǎn)品中，采用很重很大的 空氣芯電感不太現實(shí)，不但增加成本，而且限制了產(chǎn)品的體積。為了提高電感值而保持較輕的重量，我們可以在空氣芯電感中插入磁心、鐵心，提高電感的自感能力，借此提高電感值。目前，在計算機中，絕大部分是磁心電感。

　　電感在電路中的應用

　　電感在電路最常見(jiàn)的功能就是與電容一起，組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道，電容具有“阻直流，通交流”的本領(lǐng)，而電感則有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有許多干擾信號的直流電通過(guò)LC濾波電路(如圖)，那么，交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉;變得比較純凈的直流電流通過(guò)電感時(shí)，其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能，頻率較高的最容易被電感阻抗，這就可以抑制較高頻率的干擾信號。

　　LC濾波電路

　　在線(xiàn)路板電源部分的電感一般是由線(xiàn)徑非常粗的漆包線(xiàn)環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個(gè)高大的濾波鋁電解電容，這二者組成的就是上述的LC濾波電路。另外，線(xiàn)路板還大量采用“蛇行線(xiàn)+貼片鉭電容”來(lái)組成LC電路，因為蛇行線(xiàn)在電路板上來(lái)回折行，也可以看作一個(gè)小電感。

　　常見(jiàn)的磁芯磁環(huán)

　　鐵粉芯系列

　　材質(zhì)有：-2材(紅/透明)、-8材(黃/紅)、-18材(綠/紅)、-26材(黃/白)、-28材(灰/綠)、-33材(灰/黃)、-38材(灰/黑)、-40材(綠/黃)、-45材(黑色)、-52材(綠/藍);尺寸：外徑大小從30到400D(注解：外徑從7.8mm到102mm)。

　　鐵硅鋁系列

　　主要u值有：60、75、90、125;尺寸：外徑大小從3.5mm到77.8mm。

　　兩種產(chǎn)品的規格除了主要的環(huán)形外，另有E形，棒形等，還可以根據客戶(hù)提供的各項參數定做。它們廣泛應用于計算機主機板，計算機電源，電源供應器，手機充電器，燈飾變壓調光器，不間斷電源(UPS)，各種家用電器控制板等。

　　電感和磁珠的什么聯(lián)系與區別

　　1、電感是儲能元件，而磁珠是能量轉換(消耗)器件

　　2、電感多用于電源濾波回路，磁珠多用于信號回路，用于EMC對策

　　3、磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾，而電感用于這方面則側重于抑制傳導性干擾。兩者都可用于處理EMC、EMI問(wèn)題。

　　EMI的兩個(gè)途徑，即：輻射和傳導，不同的途徑采用不同的抑制方法。前者用磁珠，后者用電感。

　　4、磁珠是用來(lái)吸收超高頻信號，象一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲器電路(DDR SDRAM，RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等，其應用頻率范圍很少超過(guò)50MHZ。

　　5、電感一般用于電路的匹配和信號質(zhì)量的控制上。一般地的連接和電源的連接。

　　在模擬地和數字地結合的地方用磁珠。對信號線(xiàn)也采用磁珠。

　　磁珠的大小(確切的說(shuō)應該是磁珠的特性曲線(xiàn)) 取決于需要磁珠吸收的干擾波的頻率。磁珠就是阻高頻，對直流電阻低，對高頻電阻高。比如1000R@100Mhz就是說(shuō)對100M頻率的信號有1000歐姆的電阻。因為磁珠的單位是按照它在某一頻率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標稱(chēng)的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的datasheet上一般會(huì )附有頻率和阻抗的特性曲線(xiàn)圖。一般以100MHz為標準，比如2012B601，就是指在100MHz的時(shí)候磁珠的Impedance為600歐姆。

　　電感的測量

　　電感測量的兩類(lèi)儀器：RLC測量(電阻、電感、電容三種都可以測量)和電感測量?jì)x。

　　電感的測量：空載測量(理論值)和在實(shí)際電路中的測量(實(shí)際值)。

　　由于電感使用的實(shí)際電路過(guò)多，難以類(lèi)舉。所以我們就在空載情況下的測量加以解說(shuō)。

　　電感量的測量步驟：(RLC測量)

　　1、熟悉儀器的操作規則(使用說(shuō)明)，及注意事項。

　　2、開(kāi)啟電源，預備15~30分鐘。

　　3、選中L檔，選中測量電感量

　　4、把兩個(gè)夾子互夾并復位清零

　　5、把兩個(gè)夾子分別夾住電感的兩端，讀數值并記錄電感量

　　6、重復步驟4和步驟5，記錄測量值。要有5~8個(gè)數據。

　　7、比較幾個(gè)測量值：若相差不大(0.2uH)則取其平均值，記得電感的理論值;若相差過(guò)大()0.3 uH)則重復步驟2~步驟6，直到取到電感的理論值。

　　不同的儀器能測量的電感參數都有一些出入。因此，做任何測量前的熟悉你的測量?jì)x器。你的儀器能做什么。然后按照它給你的操作說(shuō)明去做即可。

　　比如： 電感測量?jì)x

　　TH2773A 電感測量?jì)x (國產(chǎn))

　　測試頻率：100Hz、 1kHz;

　　測試電平：0.3v

　　測量參數：LS，Q;

　　測量準確度：0.3%

　　測量速度：8次/秒

　　主要功能：可設置極限：上超/下超/合格/D不合格：訊響。

　　TH2776 電感測量?jì)x (國產(chǎn))

　　測試頻率：100Hz、120Hz 、1kHz、10kHz、40kHz、100kHz;

　　測試電平：0.1V、0.3V、1V;

　　測量參數：Ls-Q、ESR-Q、EPR-Q;

　　測量準確度：0.05%

　　測量速度：1.5次/秒，5.1次/秒，20次/秒

　　主要功能：四檔分選，信號源監視，測量值平均，開(kāi)機自檢等，接口：RS-232C 、HANDLER、PRINTER。

　　具體儀器的操作詳見(jiàn)，各自產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)。

　　電感在使用過(guò)程中要注意的事項

　　電感使用的場(chǎng)合

　　潮濕與干燥、環(huán)境溫度的高低、高頻或低頻環(huán)境、要讓電感表現的是感性，還是阻抗特性等，都要注意。

　　電感的頻率特性

　　在低頻時(shí)，電感一般呈現電感特性，既只起蓄能，濾高頻的特性。

　　但在高頻時(shí)，它的阻抗特性表現的很明顯。有耗能發(fā)熱，感性效應降低等現象。不同的電感的高頻特性都不一樣。

　　下面就鐵氧體材料的電感加以解說(shuō)：

　　鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金，這種材料具有很高的導磁率，他可以是電感的線(xiàn)圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應用，因為在低頻時(shí)他們主要程電感特性，使得線(xiàn)上的損耗很小。在高頻情況下，他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實(shí)際應用中，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。實(shí)際上，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián)，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻抗變得相當高，以至于電流全部通過(guò)電阻。鐵氧體是一個(gè)消耗裝置，高頻能量在上面轉化為熱能，這是由他的電阻特性決定的。